基于多目标的磨床床身结构优化设计

在充分考虑磨床床身动静态特性及床身整体质量的前提下,针对某型号五轴联动数控磨床床身内部筋板布局及筋板厚度尺寸的最优化选取,提出了一种基于多目标优化理论基础、以优化过程中床身最大静变形为约束、以床身整体质量及一阶固有频率为优化目标的床身结构优化设计方法.利用ANSYS Workbench软件进行有限元分析及优化,并通过灵敏度分析得到影响磨床床身动静态特性及床身整体质量的参数的权重占比,确定磨床床身在动静态特性下的薄弱环节及主要影响参数;在不改变床身基本尺寸的条件下,对床身内部筋板布局及筋板厚度尺寸进行优化,根据寻优结果,得到了床身的最佳优化方案.最终仿真结果表明,在床身整体质量减少40.4 kg的情况下,其最大静变形减小11.3％,一阶固有频率提升了 4.2％;与传统优化方法中提升固有频率、减小最大静变形量往往会造成床身整体质量增加的结果相比,该方法更为有效.     

基于多目标的磨床床身结构优化设计

在充分考虑磨床床身动静态特性及床身整体质量的前提下,针对某型号五轴联动数控磨床床身内部筋板布局及筋板厚度尺寸的最优化选取,提出了一种基于多目标优化理论基础、以优化过程中床身最大静变形为约束、以床身整体质量及一阶固有频率为优化目标的床身结构优化设计方法.利用ANSYS Workbench软件进行有限元分析及优化,并通过灵敏度分析得到影响磨床床身动静态特性及床身整体质量的参数的权重占比,确定磨床床身在动静态特性下的薄弱环节及主要影响参数;在不改变床身基本尺寸的条件下,对床身内部筋板布局及筋板厚度尺寸进行优化,根据寻优结果,得到了床身的最佳优化方案.最终仿真结果表明,在床身整体质量减少40.4 kg的情况下,其最大静变形减小11.3％,一阶固有频率提升了 4.2％;与传统优化方法中提升固有频率、减小最大静变形量往往会造成床身整体质量增加的结果相比,该方法更为有效.     

高精度加工中心床身结构拓扑优化研究与实践

采用变密度法对某叶片加工中心的床身进行拓扑优化分析,得到床身结构的拓扑优化变密度云图,用静刚度分析结果将床身结构分为主功能区和辅助功能区;分析比较了不同筋板布局形式和厚度的床身动态特性。将拓扑优化与动态性能分析相结合,分别改进两个功能区的筋板布局来提升床身整体性能。在原有床身质量不变情况下,静刚度提高25%,第一阶固有频率提高13%。这种结构设计方法,具有工程应用价值。该研究结果对提升机床基础件刚度及稳定性提供理论支撑,对数控机床大型基础件结构优化具有借鉴意义。     

基于元结构和框架优选的数控机床床身结构动态设计研究

提出数控机床大件结构设计元结构和基本框架的概念,把由床身筋板围成的栅格称为筋格,床身的宏观构形为基本框架。筋格的动态特性直接影响机床床身的动态特性。分别以筋格各边长、板厚和清砂孔径为设计变量,以筋格的固有频率为优化目标,进行有限元动态设计,得到相应的筋格的基频随设计变量变化的曲线图;通过有限元分析,忏悔 床身的高度与宽度接近时,床身的动态特性较好。用有限元分析法对简化的床身结构动态特性进行研究,总结出对数控机床身设计具有普遍指导意义的规律,可用于数控机床床身结构初步设计。     

机床床身结构优化设计方法研究

机床床身是数控机床的重要组成部分,其设计合理性对机床使用周期和质量都会产生较大影响。随着计算机技术的不断发展,设计人员在进行机床床身结构设计时,需要运用先进分析工具确保机床床身结构更适合生产需求。基于数学计算模型构建,对无筋板框架结构垫铁位置、筋板布局以及筋板尺寸三大主要部位进行优,为机床床身结构设计提供理论参考。     

基于元结构的数控钻镗床床身静动特性分析及结构优化

为提高轴承保持器专用数控钻镗床床身的抗振特性,运用Pro/E软件建立床身的实体模型,利用有限元分析软件ANSYS分析床身的静动特性,找出了床身在设计上的缺陷,并提出了改进方案。在此基础上以元结构分析结果为依据,通过对床身内部筋板重新布局及增加出砂孔的方式对床身结构进行优化,优化后的床身结构总质量降低26.1%,床身基频提高21.7%,取得了较好的优化效果。     

卧式数控车床床身结构的静动态特性对比分析

以卧式数控车床基础支撑件即床身的设计为出发点,简要介绍了卧式数控车床床身的结构布局、导轨形式和筋板类型等结构特征,建立了平床身、45°斜床身和75°斜床身的三维模型。通过分析其切削工况、载荷、约束条件,在有限元分析软件ANSYS Workbench中对3种结构的床身进行了静刚度及模态分析。通过对比分析3种角度床身结构的静动态特性,确定了45°斜床身为卧式数控车床床身的最优支撑结构。     

数控立式加工中心床身筋板结构设计与分析

以某数控立式加工中心床身结构为研究对象,为获得具有较好静动态特性的床身结构,保证工件的几何精度和表面加工质量,通过改变筋板的类型,设计了三种床身结构方案。运用ANSYS有限元分析软件分别对其进行静力学分析和模态分析,得到了不同床身结构筋板设计方案的位移变形量、合应力及模态频率结果。根据分析结果,选出了具有较好静动态特性的床身结构作为设计方案,节省了制造成本,缩短了设计周期,为床身结构设计提供了理论依据。     

机床T型床身结构的筋板布置型式研究

针对某型号磨床的典型T型床身结构,研究内部筋板的布置型式.基于有限元分析方法,以V轨水平方向的平均变形、床身整体的应变能、床身质量及1阶固有频率为评价指标,对若干种不同筋板布置的床身结构性能进行分析比较.研究结果表明:筋板布置型式对床身的静动态特性具有较大的影响,纵、横组合筋板型式的传统床身抗弯抗扭性能较好,能够满足一般的机床加工精度,且制造简单,所以广泛采用;斜置型式的筋板抗弯和抗扭性能都比较好,适用于长度大、抗弯刚度较低的床身;纵、斜组合筋板型式因抗弯刚度和抗扭刚度都较高,适用于重载荷且床身又宽又长的大型机床.     

高精度轴承内圆磨床动态设计

基于有限元法进行高精度数控轴承内圆磨床动态特性分析与结构优化设计。分析揭示了床身为整机的薄弱环节,特别是抗扭刚度有待提高。提出5种米字型筋板的结构布局,对比分析得到动态特性优良的床身设计方案,改进后的整机可大幅度提高动态特性。     

一种数控机床床身的动力学分析与优化设计

应用Pro/ENGINEER软件建立机床床身的三维模型,再利用大型有限元分析软件ANSYS,对床身部件进行动力学分析,得出了床身前五阶固有频率,为了提高其动力学特性,并进行优化设计,从中选出优化的设计方案。     

W型隔板床身壁厚与振型关系的研究

以机床的Ｗ型隔板床身为例，采用有限元分析方法，阐述床身结构尺寸参数变化对其动态性能的影响，为进行产品的结构设计提供理论依据，将此方法用于大件系列产品的设计研究，对提高结构动态性能将起到积极的推动作用。     

基于灵敏度分析的五面加工中心床身结构优化设计

机床床身是机床的重要部件,它起着支撑立柱、工作台等部件的作用,其性能的好坏直接影响到机床的加工精度。在对HX7910五面加工中心床身结构动态优化设计过程中,建立HX7910五面加工中心床身的有限元模型,分析了其前六阶模态。根据分析结果确定筋板为优化对象,采用灵敏度优化法首先对床身内部筋板结构参数进行动态灵敏度分析。在灵敏度分析基础上,进行结构优化设计,得到了较优的结构参数,提高了加工中心床身的动态特性,从而提高床身的性能。     

高速重载下双层保护轴承的最大碰撞力及热特性分析

搭建了转子跌落试验台,研究了A、B两种结构的双层保护轴承在高速重载下的工作性能。建立了动力学模型和热网络模型,理论分析了不同双层保护轴承参数下,磁悬浮轴承失效后转子和保护轴承的动力学响应以及保护轴承内圈的温升情况,并进行了相关的转子跌落试验研究。研究结果表明,B结构双层保护轴承更适合应用于高速重载场合。     

基于ADAMS的一种风洞试验平台刚柔混合多体建模研究

提出了一种基于3-RPR平面机构混合型风洞试验平台,详细地介绍了如何使用SolidWorks对其进三维建模,并在SolidWorks中将三维模型转化成Parasolid文件导入ADAMS中,然后在ADAMS中,建立了风洞试验平台的柔性体虚拟样机模型,为进行风洞试验平台的运动学与动力学仿真奠定基础。     

Dynamics in carom and three cushion billiards

This paper presents the analysis results of dynamics in the billiards game within the framework of rigid-body mechanics and a numerical simulation program. The friction exists between the ball and the table bed as well as between the ball and the rail. There are three parts in the dynamic behavior of the ball on the table bed; motion of the ball on the table bed, collision between balls, and collision between the ball and the cushion. During the development of the simulation program, the dynamics problems such as rolling motion and three-dimensional frictional impact motion have been analyzed in detail. The theoretical issues are implemented into a viable graphic simulation program and its efficacy is demonstrated through the experimental validation of the billiards game. The resulting analysis results are verified quantitatively and qualitatively using high-speed video camera. Through the experimental tests, it was found that the physical parameters such as coefficients of restitution and friction vary according to the motion variables and corresponding empirical formulations were developed. The simulation and experimental results agree well.     

基于ANSYS的旋转床转鼓系统动力学分析

旋转床转鼓系统的动力学性能影响旋转床的运行效果,是旋转床设计的重要技术指标。应用ANSYS软件建立旋转床转鼓系统的三维有限元模型,在转鼓系统静力学分析的基础上进行动力学分析。通过静态和动态两种状态下转鼓系统固有频率和振型的对比,研究转速对旋转床转鼓系统固有频率的影响。结果表明,转速使得转鼓系统的固有频率减小;在一定范围内,可能导致转鼓的强烈振动,需要提高转鼓系统的刚度。为旋转床转鼓系统动态设计提供依据。     

基于LabVIEW的落锤式冲击试验台设计

介绍一套落锤式冲击试验台的设计开发过程,结合冲击动力学的基本知识以及系统要求,给出了详细的试验台设计方案,最终将试验台装配成形。采用了虚拟仪器技术建立了传感器、数据采集卡、计算机为硬件组成的冲击信号测试系统,实现了功能要求和经济成本的最优化组合。在LabVIEW平台中设计了数据处理及分析系统的程序,实现了对间接数据的直接化。最终给出该系统的试验结果与计算机模拟对照。该试验台对研究汽车关键结构的冲击问题有很重要的意义。     

计算流体动力学(CFD)中并行分区算法的应用

这里探讨了计算流体力学（CFO）中的并行分区技术，介绍了CFD程序并行化的区域计算模型及分区相关的概念，利用Fluent软件在搭建的并行计算平台上对离心式叶片泵进行了四个子分区，对其内部流场进行数值模拟，并得到了一些结论。     

基于子结构阻抗匹配与优化拟合的高精度磨床整机动力学建模研究

基于分布质量 Riccati传递矩阵法和有限元法 ,分析了高精度内圆磨床的自由转子和由床身、工作台等部件所组成的基础的动态性能。根据阻抗匹配原理 ,建立了由转子—轴承—基础所组成的整机动力学模型。通过整台机床的试验模态分析 ,采用参数优化拟合修正动力学模型 ,并计算出滚动轴承刚度 ,为整机动态性能分析优化奠定基础。