某车副车架有限元分析与改进

针对副车架安装状态实验模态与仿真约束模态误差太大,用车身安装点处局部动刚度导入弹性单元替代刚性约束的方法对模型进行修改,有限元模型精度得到改善,模态误差减少到可接受范围。在修正模型基础上,对副车架上关键点动刚度进行分析与改进,使动刚度不足的安装点满足目标要求,改善了安装点的动刚度特性,使副车架的结构更趋合理。     

某车型排气系统焊缝开裂问题分析及优化

针对某车型的排气管与法兰盘间的焊缝在进行整车耐久路试期间发生开裂,通过焊缝切片实验、焊缝疲劳测试排除了焊缝开裂并非焊接工艺所致。运用有限元分析并经过模态测试对排气系统进行分析,确认排气管与法兰盘的焊缝开裂是由于波纹管动刚度在排气系统45. 1 Hz和66. 7 Hz的模态下出现峰值,引起焊缝应力集中所致。优化波纹管动刚度后,排气系统顺利完成整车路试耐久试验。结果表明:优化后的波纹管可有效避免焊缝出现应力集中,提高了排气系统的可靠性,满足整车耐久性能要求。     

基于响应面法的立式加工中心动静态多目标优化

为了满足在保证加工中心初始动静态刚度的条件下达到整机轻量化的要求,提出基于质量和第一阶固有频率为目标函数的整机多目标优化设计方法.将有限元分析和模态试验相结合,测试和分析整机动态特性,确保有限元模型精度.通过中心复合设计的试验方法选取合适的结构有限元分析样本点,在ANSYS仿真软件中对样本点处的整机动静态特性进行计算和...     

基于实验分析的机床结构有限元建模及其应用研究

针对一台数控弧齿锥齿轮铣齿机,进行机床整机的有限元动态和静态分析,测量机床静刚度,进行模态实验测试及分析.结合有限元模态分析结果,依据重要的实验模态和机床静刚度修正导轨结合部有限元模型参数.对机床整机结构进行改进,通过有限元分析计算,改进后整机结构动、静刚度明显提高.为确定机床导轨结合部模型参数提供一种研究思路与方法.     

基于正交试验的机床结合部动刚度优化配置

机床中结合部分布众多且不同接触条件下其动刚度值不同,优化分析时很难研究每个动刚度值对机床动态性能的影响。针对此类问题,提出一种基于正交试验的机床结合部动刚度优化配置方法。该方法通过模态柔度与弹性能分布理论判定机床的薄弱模态和薄弱结合部,建立以薄弱结合部的动刚度为设计变量,各阶薄弱模态的最小模态柔度为目标的多目标优化模型。为提高优化效率,采用正交试验方法规划试验方案,并在试验结果分析中引入相似优先比法对结合部动刚度进行协同优化配置。以某型立式加工中心为例,采用优化配置方法确定其结合部动刚度的最优配置方案。仿真结果显示该方案下薄弱模态的模态柔度明显降低,整机动态性能提高,验证了该方法的可行性。     

汽车转向操纵机构的模态试验分析与应用

模态分析与试验技术在汽车行业的应用日益广泛,为汽车零部件乃至整车动态特性分析提供了有效的手段。而转向管柱总成作为汽车转向系统的最基本组成部分之一,是决定汽车行驶安全性与可靠性的关键部件。通过大量的试验数据支撑,介绍了汽车转向操纵系统的几种模态试验,包括振动耐久试验、共振频率测定、动刚度测试,对比分析了测试产品共振频率的两种试验方法。     

直线电动机进给系统滚动导轨结合面动态特性参数识别优化

机床结合面对整机的动静态特性有着重要的影响,结合面动态特性参数的识别对提高整机性能、缩短研发周期有重要意义。提出基于LMS Test.Lab试验模态分析和ANSYS响应面法的动态特性参数识别优化方法。基于结合面等效刚度和阻尼值在ANSYS软件中建立直线电动机进给系统有限元模型,对系统进行仿真模态分析,并通过LMS Test.Lab系统进行模态试验测试,对比仿真模态参数和试验测试模态参数,并通过试验测试结果修正有限元模型。最终使仿真模态参数值与试验测试结果相差在8%以内,验证了该有限元模型的准确性。     

CK5116数控立式车床振动系统动态特性的确定

在简要介绍数控机床模态测试原理的基础上,对某机床厂生产的CK5116数控立式车床的模态及动态特性进行了测试,获得了机床整机的固有频率、模态振型、阻尼比、动刚度、动柔度等动态特性参数。通过测试发现,该机床的立柱在沿y方向的振动是该机床的薄弱环节,导致y方向的动刚度显著降低。在综合分析的基础上,提出在立柱内增设加强筋的方式来提高机床整机系统的动态特性,为同类型机床的结构性能优化提供有效的参考。     

基于模态实验的螺栓结合部动刚度识别方法

采用LMS Test.Lab对螺栓结合部进行模态实验分析,获得了系统的六阶固有频率和振型,为有限元仿真中模态分析做参照。利用ANSYS Workbench对有限元模型中弹簧的参数进行设置并进行模态分析,计算出六阶振型和固有频率。对比仿真计算的结果和实验测得的结果,识别出螺栓结合部的动刚度。通过对比螺栓预紧力矩为55N·m时识别结果和实验测试的结果(误差在10%以内),证明了该方法的正确性。本识别方法精度高,识别过程简单,为机械结构中螺栓结合部动刚度的求解提供了一种思路。     

非线性接触下直线电机悬架作动器模态分析

针对直线电机式悬架作动器模态分析误差较大的问题,提出影响分析结果的非线性因素--法向接触刚度,通过优化接触刚度因子实现对作动器模态的精确分析。利用ANSYS Workbench对其进行了有限元仿真,研究了作动器各部件在不同阶数下的固有频率变化值,获得了作动器固有频率与接触刚度因子的相互影响关系,得到了作动器在最优接触刚度因子下的固有频率与振型图,分析了运行速度与模态频率之间的关系曲线。结果表明:初级铁心对样机结构整体频率影响最大;接触刚度因子等于0.6时,固有频率最优以及形变位移值最小;在第2阶频率下,作动器整体变形量较小,最大变形集中在次级铁心两端量;模态频率随运行速度的增大而增大。最后对悬架作动器样机进行了模态试验,仿真值与试验值较好吻合,验证了分析结果的正确性。     

DYNAMICS ANALYSIS OF SPECIAL STRUCTURE OF MILLING-HEAD MACHINE TOOL

The milling-head machine tool is a sophisticated and high-quality machine tool of which the spindle system is made up of special multi-element structure. Two special mechanical configurations make the cutting performance of the machine tool decline. One is the milling head spindle supported on two sets of complex bearings. The mechanical dynamic rigidity of milling head structure is researched on designed digital prototype with finite element analysis（FEA） and modal synthesis analysis （ MSA ） for identifying the weak structures. The other is the ram structure hanging on milling head. The structure is researched to get dynamic performance on cutting at different ram extending positions. The analysis results on spindle and ram are used to improve the mechanical configurations and structure in design. The machine tool is built up with modified structure and gets better dynamic rigidity than it was before.     

基于结合面参数的整机动态特性分析与试验研究

机床结合面特性对其整体性能具有很大影响,利用ANSYS软件分别对立式数控铣床AVCP1200H结合面刚性联接、柔性联接的有限元模型进行模态分析,然后通过整机模态试验验证两种有限元模型的分析吻合,并对试验误差产生的原因进行分析,提出了优化模型的建议,为该型机床动力学研究及数字化设计制造提供了参考。试验结果表明:结合面柔性联接的模态分析与锤击试验结果较为吻合,3阶以上的误差均在20%以内,证明结合面处的动态特性参数对机床性能有很大影响。     

机床导轨结合面动刚度参数修正优化

目前,有限元方法已经广泛应用于机床分析及优化设计之中,有限元模型的准确性会对静动态分析产生巨大的影响,模态试验测试方法可以用于检验并修正模型。以某数控雕铣机为分析对象,将模态试验与有限元计算相结合,基于模态试验的动态参数测试结果,利用ANSYS Workbench有限元分析软件进行多目标优化设计,修正导轨结合面刚度参数,使矫正后的有限元模型更为准确地描述机床的动态特性。     

基于模态试验技术的机床动态特性研究

对HMC 630rp卧式加工中心进行了试验模态分析,获得了其低阶固有频率和振型。通过对整机各阶模态振型的分析,找到了加工中心结构的薄弱环节并提出了修改建议,从而为结构的优化设计指出了方向。     

CNC铣床切削颤振的动态性能试验分析

以一台大型数控内齿铣齿机为研究对象,结合切削颤振稳定性极限理论与动力学试验,测量机床刀具和工件间相对激振的频率响应曲线,并进行试验模态分析以及切削试验,得出机床振动的各个频率与振型.经对比,找出切削颤振的主振频率.     

Compensation of geometrical deviations via model based-observers

This paper presents a rigid body machine tool simulation that is real-time capable and used in machine tool controls to estimate dynamic dislocations. The rigid body model is parameterized by static stiffness measurements and compared with a simulation in a customary software system RecurDyn. Based on the theoretical consideration, a modal analysis is examined in order to determine the damping properties of the test rig and to verify the control model dynamically. The investigated model of the test rig is afterwards implemented in a Kalman filter and transferred into the machine tool control. The performance of this control is assessed by linear movements. Finally, the dependency of the machine tool behavior on the position and load mass is considered by using the control model.     

基于结合面的立式加工中心进给系统的动态特性分析

机床进给系统的动态特性的优良直接影响到机床的定位精度,因此对进给系统的动态特性进行分析对提高机床加工精度及加工性能有重要意义。以某立式加工中心的滚珠丝杠进给系统为研究对象,利用Ansys建立包含结合部特性的进给系统有限元模型。在此基础上,通过模态分析和谐响应分析,得到了进给系统的固有频率和振动特性。通过分析改变各个结合面刚度对系统固有频率影响的敏感程度,找到了系统的薄弱结合面,并对这些结合面刚度值进行优化,提高了进给系统的动态特性。     

机床整机动刚度薄弱环节辨识与优化方法研究

提出一种机床整机动态分析指导薄弱部件改进的优化思路,即通过对机床整机的动刚度进行分析,辨识出不同激振频率下整机中的薄弱环节,明确优化目标,提高优化效率。利用ANSYS Workbench软件对一种卧式加工中心进行谐响应分析和模态分析,辨识出立柱是整机x向和z向动刚度的最薄弱环节。以立柱结构为优化对象,运用灵敏度分析法计算出立柱质量和固有频率对各个壁板的灵敏度。以立柱固有频率为优化目标,立柱质量为约束条件,建立优化方程。利用Matlab软件求解该方程,得到立柱的优化结果。通过谐响应分析得到优化后机床整机的动刚度,结果表明,优化后立柱在质量不增加的情况下,整机在x向和z向的最大共振峰值降低约6.5%,相应的共振频率提高约10%。     

加工中心关键部件的动态特性分析

可分度车削头是加工中心的关键部件,它的动态特性好坏直接影响到机床的加工精度和表面粗糙度.以车削头为研究对象,利用Solidworks实体建模,借助有限元分析软件ANSYS进行模态分析,并采用现有的高精度信号采集仪和测试分析软件进行模态试验.对比这两种不同的模态分析结果,找出了该关键部件的薄弱环节.结合对车削主轴动刚度的测试,为提高机床的动态性能和结构优化提供了有效依据.