动态载荷激励下的床身结构动力学响应

考虑到数控加工系统的振动及噪声问题,建立了数控机床床身的参数化有限元模型,在模态分析基础上计算固有频率与振动幅值。以简谐力作为动态激振载荷,在350-800Hz频率段进行扫频计算,获得了位移—频率和应力—频率曲线,确定了各阶共振频率点的响应幅值,谐振响应结果表明第2阶模态频率对床身的危害性较大。采用Full方法(完全法)对床身进行瞬态动力学分析,计算出了时域下的位移和加速度响应曲线,分析了机床启动阶段冲击载荷对床身的激励影响。在参数化建模基础上实现了床身结构动力学优化,使其动力学性能得到有效改进,有利于数控机床的高速化发展。     

基于瞬态动力学的数控转塔冲床床身动力学研究

为了研究数控转塔冲床床身的动力学特性,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对床身进行瞬态动力学分析,并与实验数据进行分析对比,验证床身动力学模型。在得到准确动力学模型的基础上对床身进行振动控制研究,并引入阻尼结构进行床身振动吸收。     

钢筋水泥床身的设计、制造与性能

钢筋水泥是由铁或钢和水泥组成的,它不同于一般的钢筋混凝土,在它的凝结混合料中使用的是细钢丝网,而不是砂子、石子和粗钢筋。 本文对按车床床身实际结构设计制造的铸铁床身和钢筋水泥床身的静刚度、固有频率、阻尼系数、振动形态和由于挠曲而产生的挠度曲线进行了对比分析。 一、钢筋水泥床身的设计与制造 为进行性能试验,共设计制造了两个钢筋水泥床身:1#钢筋水泥床身的形状与原铸铁床身几乎相同;2#钢筋水泥床身则进行了简化设计,它主要是用来测定这种材料床身所能承受的最初裂纹负荷和极限断裂负荷。 钢筋水泥床身的导轨用铸铁制造,然后…     

有限元分析软件在机床床身模态分析中的应用

振动现象是机床设计中所面临的问题之一,它能造成加工误差,影响零件的加工精度.模态分析主要用于确定结构或机器部件的振动特性.建立床身的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS,对床身部件进行了模态分析,得出了床身前五阶固有频率和振型,了解床身部件的各阶振动模态的特点,对于我们研究床身部件的动态特性是十分必要的,有利于机床床身系统的整体设计.     

六主轴数控车床床身的模态分析

利用ANSYS有限元分析软件对六主轴数控车床的床身进行了模态分析,获得其振动频率和振型,掌握了各阶振动模态的特点,为改进床身设计,合理地避开共振区提供了理论参考。     

基于ANSYS的数控铣床床身结构的振动特性分析

建立数控铣床床身的三维有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS,对床身进行振动特性分析,得出了床身前5阶固有频率和振型。了解床身各阶振型的特点,对于研究床身的动力学特性是十分必要的,有利于机床床身系统的整体设计及其制造。     

五轴工具磨床床身的结构分析与轻量化研究

以五轴联动工具磨床的床身为研究对象,分析了磨床在极限位置使用情况下床身的静态特性,找到了床身变形最大区域.通过自由模态分析和约束模态分析,得到床身各阶模态的振动特点,并从最大变形区域中选取一点进行谐响应分析,预测床身的持续动力特性.根据分析结果,找出薄弱环节,在保证床身动静态特性不降低的基础上对床身进行轻量化研究,最终减重7.73％,节省了材料与成本.     

数控机床床身结构动力学优化与谐振响应分析

运用APDL建立数控机床床身的参数化有限元模型,在ANSYS软件平台上对其进行模态分析。以建模参数为设计变量,采用随机搜索法对床身结构进行动态优化设计,优化结果使床身基频提高了7.11Hz,有效地增强了床身的抗振性,同时使其体积减小了约5.12%,减轻了床身自重。在动力学优化基础上对床身结构进行谐振响应分析,获得了激振区域的幅频响应曲线与应力频率响应曲线,确定了有较大危害的共振频率区域,为数控机床的高速化设计和减振降噪提供了重要依据。     

有限元分析在HTM125600车铣中心床身设计中的应用

床身是机床的重要部件，床身的刚度好坏直接影响机床的精度。本文采用了有限元分析的方法，运用ANSYS软件，对床身的模拟实际载荷情况进行了较精准的建模仿真，对床身受力的薄弱环节进行识别，进行振动特性分析，从而在设计时合理地进行筋型布置和承重壁厚的选取。     

高速冲床床身模态分析与频率可靠性评估

高速冲床冲压速度较高、振动较大,为了防止因机身设计不合理导致振动加剧,研究了高速冲床床身的模态特性及其频率可靠性评估.对模态分析原理进行了讨论,基于有限元软件建立了高速冲床床身的有限元模型,并进行了模态求解,得到了该床身前4阶振动频率和振型;根据频率可靠性评估方法结合外部激振频率对床身进行了可靠性评估.结果表明:正常的工作条件下,高速冲床的工作频率和电机转动频率都小于整机的1阶固有频率,经过计算得到床身的频率可靠度满足设计要求,并在此基础上提出了避免高速冲床出现共振的措施.研究结果为避免高速冲床出现共振问题提供了技术支持.     

立式加工中心床身结构动态特性有限元分析

以某立式加工中心床身为研究对象,对床身结构动态特性进行了研究。运用ANSYS有限元分析软件对其进行了模态分析,得出床身结构的前8阶模态频率及振型,在此基础上对其进行了谐响应分析,得到床身结构受外界激振力作用下的幅值频率响应曲线。结果表明:床身结构的各阶固有频率均大于机床的工作频率,激振力频率与床身结构的1、4阶固有频率接近时,床身容易发生共振。该床身结构具有较好的动态特性,验证了床身结构设计的合理性,为床身结构的优化设计提供了理论依据。     

大型数控机床低应力高精度床身铸造技术

以某公司生产的大型机床床身铸件为研究对象,研究通过在床身铸件铸造过程中,应用高频振动工艺控制铸件的凝固过程,改善铸件的金相组织和相组成均一性,进而改善床身铸件的尺寸精度。通过高频振动对大型床身铸件进行凝固晶粒细化消除内应力根源,同时应用热处理时效进一步进行应力消除,再利用盲孔法检测铸件的残余应力。利用扫描电镜(SEM)观察材料的显微结构,并进行相应的相结构和成分分析。结果显示,床身铸件应用振动凝固工艺,有效地消除工件内部的残余应力,经振动凝固可有避免凝固过程中的残余应力28.72%。床身铸件经热时效处理后,应力消除92.64%。综合应用振动凝固工艺及热处理时效之后,其II类残余应力有效消除≥95%。它为生产该类型产品提供技术参考和指导。     

温热理疗床身模态分析及其结构优化

针对KM01型温热理疗床存在的结构振动和噪声偏大的问题,运用有限元分析软件HyperWorks计算理疗床身的结构模态参数,以此为基础,基于拓扑优化的基本理论,建立理疗床身的简化模型.根据对理疗床身简化模型拓扑优化的结果,对理疗床身的结构改进提出了建议并进行了尝试.     

精密立式磨床天然大理石床身测试分析与优化设计

为了解决铸铁床身性能已接近材料极限的问题,文章针对某型号精密立式磨床天然大理石床身进行了研究。首先介绍了某型号精密立式磨床基本结构,采用有限元方法对天然大理石床身进行了模态仿真分析;然后进行了床身振动测试验证了仿真模型的正确性;最后基于ANSYS拓扑优化模块开展了天然大理石床身结构优化设计。结果表明：天然大理石床身总变形量、等效应力、质量分别降低了23.8%、15.07%、1.01%,证明了天然大理石作为磨床床身材料的可行性及其性能优越性。     

ANSYS Workbench集成研发平台下的机床床身有限元分析

运用Pro/E和ANSYS Workbench集成研发平台,对某型机床床身进行了典型工况下的静态分析及模态分析。得到了床身在此工况下的静态特性及模态特性。并在此基础上,进行了床身内部筋板厚度的灵敏度分析,给出了相应的床身最大变形量及其振动一阶固有频率的变化情况。结果表明,CAD软件与集成研发平台的协同应用为机床的设计和分析提供了极大的方便。     

树脂矿物复合材料机床床身的动态特性研究

介绍了树脂矿物复合材料在机床床身制造中的应用,并对规格相同且质量相近的树脂矿物复合材料床身与灰铸铁材料床身进行模态试验,得出固有频率、振型及振动响应数据。通过对比两种材料床身的试验结果,发现复合材料床身的动态特性显著优于灰铸铁材料床身,为树脂矿物复合材料在机床基础件制造中的应用提供了试验依据。     

有限元分析在长床身对接工艺中的应用研究

重型机床床身对接过程影响着导轨精度,床身导轨精度极大程度地影响机床加工精度。利用有限元法提高多段床身的对接精度,对床身进行静力学分析得到导轨变形曲线,据此提前在导轨调平阶段给予一定的精度预补偿,指导床身的对接过程,实现加工精度的提高。     

床身导轨变形误差补偿的可行性分析

通过对床身生产制造过程中误差产生原因的分析,建立床身导轨变形的理论曲线,为人为干涉控制床身的预应力、变形量来减小误差提供理论依据,达到对床身导轨变形误差进行修正的目的;同时在床身加工整个工艺系统中合理调整工艺参数,充分发挥自位补偿功能和形位补偿功能,适当减少或消除床身在生产制造过程中的误差,满足床身导轨的图纸要求,从而保证车床整机质量要求。     

矿物复合材料机床支承件动静态特性研究

为了研究矿物复合材料的吸振性,针对铸铁和矿物复合材料两种不同材料的床身及立柱结构的固有振动特性,通过模态分析的方法开展了对比研究。首先,通过SolidWorks建立加工中心床身及立柱结构的几何模型,并将其导入ANSYS Workbench中进行模态分析;然后,对床身及立柱结构进行模态实验,得到其模态参数值,利用实验验证了仿真模型的有效性。结果证明,采用矿物复合材料制成的床身及立柱结构,可以提高其固有频率,从而提高了机床的稳定性及加工精度。     

数控插齿机床身的静动多目标拓扑优化设计

为了提高数控插齿机床身结构静刚度和动态性能,基于SIMP材料插值方法,采用折衷规划法,建立以刚度最大化和低阶模态频率最大化的多目标拓扑优化模型,对数控插齿机床身进行拓扑优化,得到最佳拓扑形式。根据拓扑形式重构床身模型,并对原结构模型和重构模型进行分析,结果表明,经过拓扑的结构能同时满足数控插齿机床身静刚度和振动低阶频率的要求,为数控插齿机床身结构拓扑优化设计提供一种方案。