五轴数控磨床床身结构分析与优化

在ANSYS软件平台上建立五轴数控磨床有限元模型,对其床身结构进行静、动态特性分析与优化,通过对比提出两种优化方案,分析结果表明:综合改进后的床身相比原床身在静态特性上得到极大提高,且动态特性也有相应的增强.     

基于灵敏度分析的机床床身多目标优化研究

为了找到对某卧式加工中心床身结构性能影响较大的尺寸参数,对床身结构尺寸进行灵敏度分析,确定了对床身质量及一阶固有频率灵敏度较大的尺寸参数。以灵敏度较大的尺寸参数作为设计变量,考虑床身的质量及一阶固有频率,利用响应面法对床身进行多目标优化求解,得到了一组最优的尺寸参数。对优化后的床身结构进行有限元分析,结果表明,优化后的床身质量减轻了171kg,并且其静、动力学性能得到了明显改善。对优化前后的整机进行谐响应分析,发现参考点的最大振幅得到了大幅下降,极大地改善了机床的动态性能。     

基于ANSYS Workbench的磨床床身结构分析与优化设计

床身作为重要的支撑件是整个机床的基础,床身的刚度和稳定性会直接影响到被加工件的尺寸及表面精度。床身的固有频率是评价磨床动态性能的重要参数,提高床身的固有频率能够有效的提高床身的结构刚度。床身经模态分析后,直观的显示出了其结构在设计阶段存在的薄弱环节,通过对床身结构的改进提高了床身的固有频率;通过比较不同的改进方案得出了磨床床身最优的改进结果,为后续的磨床床身结构设计提供了理论依据和工程参考。     

数控外圆磨床床身的有限元分析与优化

利用solidworks软件建立了数控外圆磨床床身的三维模型,并在simulation软件模块中对其进行了静力学和模态的有限元分析,根据分析结果对床身的壁厚、掏沙孔型等不合理结构进行修改。结果表明,磨床床身经有限元分析和优化后,床身的最大应力可以降低22．27％,床身的质量可以减少9．14％,solidworks分析软件为设计出性能优良、成本低廉的床身提供了理论支持。     

复合材料磨床床身的模态分析与实验研究

运用ANSYS对该床身进行有限元模态分析,得到其前三阶固有频率和振型;运用DHMA模态分析系统对床身进行模态测试,得出其相应的模态参数。将模态分析结果与实验结果对比发现,每个阶次对应的固有频率相差不大且振型结果相近。说明所得到的床身动态特性结果是正确的,且床身的动态特性满足设计要求。     

精密螺母磨床床身动静态分析与结构优化

以某型号精密螺母磨床为研究对象,使用Ansys有限元分析软件对其结构进行模态分析,识别出其结构设计中的薄弱环节。在此基础上,以提高床身低阶固有频率和降低床身质量为优化目标对其结构进行了改进。比较四种改进方案取得的结果,确定综合优化方案并对其进行相应的静刚度校核。优化后的床身与原模型相比,前四阶固有频率均有大幅提高,其中一阶固有频率提高16.7%,床身质量下降1.36%,最大位移变形降低了22.1%,且受力均匀,达到了预期的目标,同时也为螺母磨床床身的结构设计提供了参考依据。     

基于ABAQUS的高速立式加工中心床身的优化设计

利用有限元分析软件ABAQUS对BVG系列高速立式加工中心的床身进行模态和静力分析;根据仿真分析结果,针对床身设计中的薄弱环节进行改进,对改进后的床身进行模态和静力分析.结果表明,优化后床身的结构性能较原设计得到明显提高.     

数控铣床床身静动态特性分析与优化

针对某数控铣床床身的结构薄弱处,提出一种基于灵敏分析以及试验设计方法的床身优化设计方法。建立床身的有限元模型,在其工况下进行静力学和模态分析,在此基础上对其主要设计尺寸进行Box-Behnken试验设计,并进行灵敏度分析和建立响应面模型,采用多目标优化算法对其优化。优化结果表明:采用此方法优化后,床身的最大变形量减小了20.8%,前三阶加权固有频率提高了13.3%,质量减小了3.3%,为床身的优化设计提供了一种新思路。     

锯片对磨机床床身动态分析与优化

针对锯片对磨机床床身结构特点,利用Pro/E三维软件建立其三维模型,并用ANSYS软件进行了静力和模态分析,得到了应力分布图、结构变形图以及前6阶固有频率和模态振型,分析结果表明:节点最大等效应力和节点最大位移均在规定范围之内,各项数据均符合要求,床身结构整体刚度较好,床身具有良好的静力特性和动态特性,能够满足设计要求.同时在此基础上对床身做了进一步优化,从而可以节约材料,降低成本.为锯片对磨机床的开发提供了理论依据.     

基于有限元分析技术的VK50数控床身铣机床底座设计

介绍了基于有限元优化分析技术的VK50数控床身铣机床底座的开发设计过程,通过CAE技术对开发过程的支持,对机床底座结构进行了其动静态特性的计算机仿真及优化设计,实验表明改进后的机床底座具有良好的动静态特性,同时证明了CAE技术改造传统机床制造业的有效性及科学性.     

基于能量平衡的管螺纹数控车床床身动态特性分析

以钻铤钻杆数控管螺纹车床为研究对象,通过Pro/E软件建立床身的三维实体模型,利用有限元分析软件Ansys进行动力学分析,在计算了床身的固有频率和能量分布的基础上,提出了依据变异系数来判断能量分布的均匀程度,并结合振型分析,寻找床身的薄弱环节,为机床加工的稳定性奠定了基础。     

基于自激励的数控机床模态参数提取方法研究

提出了一种基于自激励的数控机床模态参数提取方法,利用该方法对XHK5140机床进行了实验模态分析,得到该机床的前4阶模态参数,并且将其和计算模态分析结果进行比较,验证了该方法的有效性。解决了传统模态实验设备难以激励大型数控机床的问题。     

车床床身的动态性能研究

床身作为机床的一个关键基础构件,其动态性能的好坏将对零件的加工质量产生直接影响。以4410型车床的床身作为研究对象,搭建了试验系统对其动态特性进行振动测试分析,同时通过SolidWorks Simulation对其进行有限元分析。结果表明：两种方法所得动态参数,其频率误差控制在4.83％以内,动态特性显示明显,为后续的车床制造工艺的改进提供了理论依据。所研究的两种方法可为其他类似机构的试验与分析提供一定的参考。     

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.     

大型高效数控铣床有限元模态分析

应用ANSYS有限元软件对大型高效数控铣床进行了模态分析。在其三维实体模型的基础上建立了该机床模态分析的有限元模型,通过对模型的求解得出了前九阶固有振动频率和相应的主振型。并在此基础上,指出了机床存在的不足,对此又建立了四种不同的模型并分别进行求解。通过对四种模型所求结果的比较,提供了一种较为合理的结构设计方案。     

流固耦合下金属波纹管应变及模态分析

以S形金属焊接波纹管为研究对象,针对密封腔流体及预应力耦合激励诱发波纹管振动失效问题,建立了机械密封的耦合模型;对比分析流体和预应力对波纹管模态的影响,得到了波纹管在不同工况下的振型、自振频率和等效应变。结果表明:波纹管模态在外部流场作用下变化较明显,预应力几乎不影响波纹管固有频率;流场压力恒定时,增大转速和预应力,波纹管等效应变减小;随着流体进口压力增大,波纹管的最大等效应变和应力增大。研究结果为机械密封失效机制和波纹管结构优化设计提供了理论依据。     

基于拓扑优化的深孔钻床主轴箱的结构重构

为有效提高深孔钻床关键件的动态性能并减轻其质量,运用有限元分析和拓扑优化相结合的方法,对Z8016深孔钻床主轴箱进行了结构优化设计.利用Pro/E对Z8016主轴箱初始结构进行了三维建模并导入HyperMesh进行模态分析;根据变密度法的基本思想,建立以箱体结构的相对密度为设计变量、以一阶固有频率最大化为目标函数、以体积分数(质量)为约束条件的拓扑优化模型,并以HyperWorks/OptiStruct软件为工具,对其进行拓扑优化,得到了主轴箱材料的最优分布图;根据优化方案对初始结构进行了重构设计.研究结果表明:改进后的主轴箱结构,一阶固有频率提高了6.71%,质量减少了6.85%,动态特性满足设计要求,从而为深孔加工机床中其他关键部件的结构优化提供了参考.