基于机床整机有限元分析的横梁的轻量化设计

针对传统机床横梁设计中存在材料利用效率低、刚度不足和设计周期较长的问题,以某型号龙门加工中心横梁结构为研究对象,基于拓扑优化和筋板形式选择对横梁进行轻量化设计。首先对加工中心整机进行静力学分析、模态分析和谐响应分析,分析结果表明横梁为影响加工中心性能的关键零部件。然后以横梁为优化目标,对横梁进行拓扑优化,根据拓扑优化的材料分布情况设计了横梁的最优基本结构形式,通过对比选择静、动态性能较好的‘X’类型筋板进行布局,得到了最终的横梁优化结构。最后对优化的横梁结构进行验证,分析结果表明:该结构设计方法有效地改善了整机的动态性能,在横梁质量减轻2.1%的同时,优化后的整机的静刚度和前6阶固有频率均得到了不同程度的提高。     

基于有限元分析的液压机结构优化

使用I-DEAS软件对HJY27-630液压机的上横梁等主要部件进行静态有限元分析,得到应力和应变分布云图;对机身整体框架进行模态分析,求解固有频率和振型.根据分析结果进行强度校核和结构优化.其分析思路和方法有较大的通用性和工程实践价值.     

基于有限元分析的模具加工中心床身结构优化设计

机械结构的静、动刚度与布局有关,通过改变拓扑结构,可同时改善结构的静、动态性能.文章根据单自由度系统动、静刚度的关系,使用有限元分析(FEA)方法对模具加工中心床身部件进行结构静态和模态分析,提出了各种优化方案.经过优选,得到最佳布局,该结构已被生产厂家采用,投入制造,不仅使床身的静、动态性能大幅度提高,节省了材料,而且为加工中心床身结构设计提供了参考.     

ANSYS下数控车床床身拓扑优化设计

为获得较好的设计方案,将有限元和结构拓扑优化方法应用于数控机床设计.以减重为优化目标,利用ANSYS对数控车床床身进行了拓扑优化,并利用Pro/Mechanica对优化结果进行了动静态分析.结果表明改进后的床身结构在保持原结构的静强度和动态特性的同时比原设计方案的用料减少了12.019kg.     

基于Pro/MECHANICA的机床拖板有限元模态分析

文章介绍了基于Pro/MECHANICA的机床工作台拖板的动力学的有限元建模和分析,并与常用的通用有限元分析软件ANSYS的分析结果进行了比较,比较得出,有限元工程师可以利用Pro/MECHANICA软件实现实体建模和有限元计算的无缝集成,并且能够保证了有限元分析的计算精度,提高了设计工程师的工作效率.     

基于刚度分析的中心架设置有限元优化设计

针对在磨削细长轴时,出现中心架数量以及支撑位置的确定问题,凭借当前经验和加工中进行补偿等方法,提出应用有限元分析优化的方法,借助ANSYS Workbench软件选择满足加工要求的中心架设置方案。对两端顶尖夹紧定位方式进行了载荷和约束分析,以让刀量为优化目标,建立了优化数学模型,提出适合ANSYS Workbench软件的寻优方法;通过对长900 mm、30 mm的光轴参数化建模和分析优化,分析出无中心架时让刀量的变化规律,以及在一个中心架、两个〖JP2〗中心架下让刀量最优时的位置方案,并对分析结果进一步验证,得出3种方案下的前6阶模态振型和模态频率。实验结果表明：该分析结果和实际加工中的选择方案一致,说明该方法的可行性,为细长轴加工中心架的设置提供了一种可行的方法。     

基于元结构的机床床身结构性能分析与优化设计

以CA6150车床床身的结构分析为例,首先对床身受力情况进行分析并运用ANSYS软件进行结构静刚度和模态分析,在此基础上运用元结构对床身的筋板结构进行优化.在床身基本尺寸不变的前提下,以床身结构固有频率为优化目标,提出该床身结构若干改进方案,并通过对各种方案分析比较确定结构最优方案.     

基于有限元分析的轧机闭式机架结构优化设计

利用ANSYS软件对轧机机架进行三维有限元分析,以轧机机架的重量最小和纵向刚度最大为追求目标,对其主要参数顺序进行了两次优化,得出了较为理想的结果.     

高速机床有限元分析及其动态性能试验

机床动力学特性是影响高速高精度机床性能的重要因素,将直接影响机床的最后加工性能,是高性能机床评定的重要指标.在CHH6125卧式车削加工中心的研制开发过程中,在产品设计阶段对其采用有限元分析方法,对机床的原有结构进行动力学分析计算、对机床原有机构进行适当改进,提高机床的动力学性能;并对机床进行了试验,对分析结果进行验证.     

压铸镁合金轮状产品的结构优化设计

以传动皮带轮为例,对压铸镁合金在轮状类产品中的材料替代技术和方法进行了研究。根据对轮状类产品的服役工况和失效形式分析,以及对原结构进行的应力分析和拓扑优化分析,重新设计了镁合金轮的结构。结果表明,镁合金轮服役应力从40.5MPa降低到24.7MPa,低于极限疲劳强度。与铝合金皮带轮相比,质量减轻了43.8%,材料成本减少了34.5%。     

线切割机床电极丝振动及其有限元分析

为了提高往复走丝线切割机床的加工精度,减小线切割机床电极丝的振动,建立电极丝的受激振动模型,分析电极丝的振动型态和振动原因,结果表明电极丝的受激位置对电极丝振动产生影响.通过对有无工件作用时电极丝模态振型的对比,得出电极丝的跨度和张力的改变可改变电极丝原有的模态振型的结论.由于强烈的共振会严重影响电极丝使用寿命,所以需要增大张力、减小导轮跨距以避开导轮、丝筒、丝架及电动机的频率以防止出现共振.     

基于灵敏度分析的机床立柱结构动态优化设计

以固有频率的提高作为衡量结构动态性能的指标,采用灵敏度分析方法对立柱筋板布局和厚度参数进行了优化设计。利用得到的立柱优化方案建立新的整机模型,并进行重新分析以验证立柱的动态优化设计对整机性能的提高。     

基于有限元分析的连铸机钢包回转台结构优化设计

本文利用先进的ANSYS工程分析软件对连铸机钢包回转台进行有限元分析,找出整个回转台的应力和变形的分布情况,分析出回转台的薄弱环节,并在有限元分析的基础上进行优化设计,使得优化后的回转台结构在刚度和强度上都有很大提高,从而有针对性地解决了工程实际问题.     

三自由度并联机床动态有限元分析

对并联机床进行动态性能分析有着重要意义。应用工程分析软件,建立了一种三自由度并联机床整机的有限元模型,对整机进行了模态分析,提取了整机前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机床动载荷的响应情况,在模态分析的基础上对整机进行了谐响应分析,得到了动平台、球铰、滑鞍等关键部位的频率位移响应曲线。分析结果表明,机床的第2阶和第4阶固有频率对机床动态性能影响最大。球铰结合部为机床结构中薄弱环节,由此提出了机床结构优化设计建议,将球形铰链更换为虎克铰链,从而提高了机床的动态性能。     

机床模态特性的有限元分析

采用了ANSYS软件对机床模态特性进行了有限元分析。在有限元模型中引入了用户自定义单元来模拟结合面的刚度。重点分析了机床固定立柱和底座结合面的刚度对机床模态的影响，为机床的下一步设计提供了参考。     

基于有限元分析的拉刀磨床床身结构优化设计

床身是机床的重要基础件,它的动态特性和静态特性直接影响到机床的精度和稳定性.在设计阶段通过建立QMK008拉刀磨床床身的实体模型和有限元模型,基于有限元方法进行仿真计算,得到了原始设计方案床身的变形和模态.根据床身的结构特点和刚度要求对原始方案进行改进,通过有限元分析和对比,发现增加壁厚和筋板厚度床身刚度没有明显提高,采用米字型筋板可以提高床身的静刚度和狭长形床身的固有频率,增加地脚螺栓个数对于提高床身动静刚度也有明显作用.     

新型6300kN模锻液压机结构有限元分析及优化

利用ANSYS软件中的APDL语言对6300kN液压机组合机架进行三维几何建模,并根据机架的力学模型建立有限元模型,进行组合机架的有限元分析及侧梁结构化设计。对组合机架进行静态有限元分析,得到机架的应力和位移分布规律,对机架的刚度和强度进行了校核。通过对组合机架进行模态分析,得到机架的前10阶的固有频率与相应振型,确保机架的动态特征符合设计要求。根据有限元分析结果,编制相关程序对侧梁结构进行优化,获得理想的结构参数,达到轻量化的目标。     

基于有限元分析的电池外壳拉深模具的优化设计

为优化电池外壳拉深模具的设计,首先进行了模具参数的经验计算,进而以有限元分析软件MSCSuperForm对深方盒形件的成形过程进行了数值模拟.研究了模具的主要参数对拉深变形力的影响,并优化得到了合理的凹凸模参数,避免了轻微的起皱缺陷,弥补了拉深模经验设计的不足.     

基于局部模态特征结构修正的变速箱振动控制

针对齿轮箱结构设计中经常存在的局部模态不满足振动特性要求,需要快速而准确地获得控制振动所需结构的难题,提出了一种基于局部模态特征控制的齿轮箱结构优化方法,即:根据结构设计中出现的模态特征,基于局部模态频率与拓扑优化等的耦合分析,获得局部结构的模态控制与优化.仿真与实验结果表明:新方法能够快速有效的控制齿轮箱振动特性,为齿轮箱减振及结构优化设计提供了一条新的途径.     

卧式加工中心部件的结构分析及轻量化设计

以某型号卧式加工中心的滑鞍为研究对象,首先对其进行结构分析改进,其次分析了其内部结构参数对其结构的静态和动态性能的影响情况,为其轻量化设计提供理论依据,再者并通过对滑鞍的结构拓扑优化分析印证了分析结果。最后根据分析结果提出改进方案,成功将滑鞍质量减轻20%左右。