HTM125车铣复合加工中心主轴箱的动力学特性

目的分析HTM125重型双刀架五轴联动卧式车铣复合加工中心关键部件—主轴箱动力学特性,提供优化结构依据.方法应用Solidworks建立HTM125车铣复合加工中心主轴箱三维模型,并把建立的三维模型导入ANSYS Workbench中分别进行模态和谐响应的分析.结果得出车铣复合加工中心主轴箱的前6阶固有频率、振型云图以及关键点沿X、Y和Z向的幅频曲线.主轴箱前6阶振型云图表明了主轴箱发生共振时的振动趋势和箱体的薄弱环节,通过对主轴箱固有频率和关键点谐响应变形量的分析,得到了机床加工时主轴箱应该避开的激振力频率,保证了零件的加工精度.结论得到了主轴箱结构的动态特性参数,为后续主轴箱优化提供理论依据.     

预紧力对滚柱直线导轨副刚度特性影响的研究

滚柱直线导轨副是数控机床的重要功能部件,研究预紧力对其刚度特性的影响,是对机床进行准确动态优化设计和振动控制的重要基础。文章建立了导轨副的刚度模型,利用ANSYS Workbench仿真了不同预紧力下的滚柱直线导轨副,得到了其在不同预紧力下弹性变形量和各阶固有频率,分析了预紧力对滚柱直线导轨副刚度特性的影响规律,并通过不同预紧力对导轨静刚度的影响进行实验分析和模态分析,验证了仿真方案。结果表明:对滚柱直线导轨副合理施加预紧力,可以显著地提高滚柱直线导轨副的静刚度,增加滚柱直线导轨副的承载能力;滚柱直线导轨副的预紧力增大时,各阶固有频率相应增大,而持续增大预紧力时,滚柱直线导轨副的固有频率变化明显变小。     

大直径菲涅尔透镜模具加工机床静动态特性

为了解决大直径菲涅尔透镜模具加工机床的加工稳定性、精度难以保证的问题,基于ANSYS Workbeach软件,对机床整体进行静动态分析.首先,通过静态分析得到大直径菲涅透镜模具加工机床整机的薄弱环节;然后,利用模态分析法得到机床整机前六阶的模态振型并分析了机床结构的模态频率及振型之间的关系.分析结果表明:横梁稳定性较低,为机床的薄弱环节,横梁内部x向筋板需要加强;机床最大位移发生在横梁位置,变形主要发生在地脚,需要改善优化地脚数量与布局.改进方案为:横梁筋板厚度不变,将内部原垂直构成的十形结构筋板改为V型结构;箱体前段需要增加3个地脚并成等距排列以提供支持力,从而加强机床刚度.     

基于动态灵敏度的数控机床立柱优化设计

以结构动力学理论为基础,对数控机床立柱结构动态性能进行分析。首先建立立柱三维模型,使用ANSYS Workbench软件对立柱进行模态分析,得到立柱一阶模态频率。通过计算得到各设计参数对立柱动态性能的灵敏度值,选择其中灵敏度值大的设计参数为设计变量。以一阶模态频率为目标,使用响应面法进行优化设计。优化后数控机床立柱一阶频率提高1.657 Hz,最大位移与最大应力均满足设计要求,动态性能得到加强。     

水下插拔电连接器的结构热应力及动力学分析

为保证水下插拔电连接器在深海高压与通电发热条件下工作的可靠性,建立连接器插头内壳体组件三维模型.采用Ansys Workbench软件对插头内壳体组件进行稳态热分析和结构热应力分析,研究在不同插针接触体温度条件下各组件的应力分布与变形规律;对主要部件进行模态分析,得到前6阶模态下固有频率及振型,讨论不同预应力和结构厚度...     

气压常闭型钳制器制动响应时间的研究

滚动直线导轨副作为承载导向部件应用在高速机床上,其制动响应时间对机床加工精度很重要。对钳制器的关键部件增力机构进行分析,按照正弦加速度运动规律设计增力机构的结构;通过Pro/E三维建模软件对增力机构进行参数化建模;采用动力学仿真软件ADAMS对钳制器工作过程中的运动状态进行仿真分析,并对钳制器增力机构的制动响应时间进行研究。     

长螺旋打桩机三环减速器内齿环板动态特性分析

为研究长螺旋打桩机三环减速器内齿环板的动态特性,利用Ansys workbench软件建立了该减速器的三相内齿环板的有限元模型,对模型进行了模态分析,得到了固有频率和振型,分析了弯曲、扭转及耦合振动特性。结果表明:内齿环板表现出很强的模态密集行为,前1～10阶主要以弯曲振动为主,第11～20阶大多表现出明显的耦合振动特性,主要振幅变形量集中在第2相内齿环板,最大变形量4.608 6 mm,频率为1 830.8 Hz,为长螺旋打桩机专用的三环减速器的结构改进及动态结构优化设计提供一些依据。     

CNP1000安全壳1∶10模型的模态分析

对CNP1000安全壳1:10模型进行了在力锤激励下的试验模态分析,并采用ANSYS软件对结构进行有限元计算模态分析,实测结果与有限元计算结果吻合较好。结构前3阶振型分别为两个正交水平方向的平动和扭转振动,4~9阶振型为筒体局部振动。研究结果有助于认识安全壳结构的动力特性。     

飞机除冰车后桥壳有限元分析

针对中央液压驱动形式飞机除冰车的底盘开发,利用Solidworks和ANSYS软件,建立驱动桥壳三维模型,对驱动桥壳进行满载静力分析、模态分析和瞬态动力分析,找到驱动桥壳应力最大变形量的部位,得到其结构前10阶固有频率和相应的模态振型,发现后桥壳的振动规律,利用分析结果提出了在桥壳的一侧(前或后)或者两侧增加纵向稳定杆的改进建议。     

CNP1000安全壳1：10模型的模态分析

对CNP1000安全壳1：10模型进行了在力锤激励下的试验模态分析，并采用ANSYS软件对结构进行有限元计算模态分析，实测结果与有限元计算结果吻合较好。结构前3阶振型分别为两个正交水平方向的平动和扭转振动，4-9阶振型为筒体局部振动。研究结果有助于认识安全壳结构的动力特性。     

数控旋压机床旋轮架广义空间位置维动态特性分析

数控旋压机床是集旋压、自动化机械、液压伺服控制等多项先进技术为一体的高科技机床产品。数控旋压机床进行旋压件加工时的精度取决于加工过程中旋轮与芯模的相对间隙。随着数控旋压机床在加工过程中旋轮空间位置姿态的不断变化,旋轮架结构构形及轴间耦合作用也随之发生改变,导致旋压机机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对企业提升大型双轮数控旋压机床动态性能的需求,基于虚拟样机技术,构建了考虑机床结合部动态特性参数的旋轮架系统动力学有限元模型,并基于实际加工工况进行模型边界条件设置。以一阶固有频率为主要参考指标,基于有限元分析模型修正法对旋轮架在广义加工空间中的不同位置进行了模拟模态分析和实验模态分析,研究了旋轮架的动态特性与广义加工空间位置姿态变化之间的关系。数字仿真分析和实验结果表明：对旋轮架一阶固有频率来说,不同位置点的模拟模态值与实验模态值总体吻合较好,平均误差率为2.21%;系统的一阶固有频率、振型及阻尼比随位置姿态的改变而变化;不同位置之间的最低与最高固有频率相差26%左右;X轴坐标越居中,Z轴坐标越大,旋轮架固有频率越低,旋轮振幅越大。证明旋轮架的不同空间位置姿态对旋压机床的动态特性影响较大。得到的结论可以用于研制新型旋压机床、优化加工路线和设计最优加工位置。     

基于ANSYS Workbench的焊接机器人的性能分析

对ABB公司2600ID焊接机器人进行研究,分析其结构性能以便为其之后的结构改进提供重要的数据依据。采用ANSYS对研究的焊接机器人简化模型进行结构静力学分析,得到机器人工作时的薄弱环节。然后针对薄弱环节进行结构动力学模态分析,得到其前6阶振型云图,分析它的固有频率和各阶的振动型态,确定其工作时产生的振动变形。基于此对薄弱环节进行谐响应分析,确定其在工作过程中具体的变形以及应力变化情况。利用ANSYS对机器人的分析结果可以很好的指导机器人的工作并减少对机器人产生的危害,同时为结构的改进提供重要的数据依据。     

基于模态参数验证的机床结构件优化设计

基于有限元分析和试验测试相结合的方法,研究机床结构件优化设计.以某型号拉床结构3大件之一的床台为例,建立床台实际几何形状的有限元模型,分析床台在实际工况下的变形情况和模态参数.利用LMS SCADAS Ⅲ-305振动测试设备和PolyMAX方法,得到床台在0~512 Hz频率下的自然频率、阻尼比和振型等实验模态参数.获得实验模态与分析模态振型向量的置信准则矩阵,表明有限元分析和实验结果具有较好的相关性.利用经过验证的有限元模型开展拓扑优化,根据优化结果进行床台结构的二次设计.结果表明,通过二次设计得到轻量化的床台结构,切削点处变形更小,第一阶固有频率更大,实现了更好的动态性能.     

3-PRS并联机构的有限元分析

针对3-PRS并联机构在工作中受力变形且传递关系复杂的问题,提出利用有限元分析方法来研究变形的分布特征。根据逆向运动学原理得到动平台处于不同位姿下的机构参数,利用三维建模软件建立3-PRS并联机构在不同位姿状态下的实体模型,运用有限元分析软件对模型进行静力学与模态分析。通过静力学分析,得到并联机构的等效变形与应力分布;通过模态分析,得到并联机构的固有频率与振型,分析了并联机构的固有频率与振型对机构在工作状态中的影响。研究结果为3-PRS并联机构的相关试验与动力学分析计算及结构的优化设计提供了参考依据。     

拆除机器人结构的动态有限元分析

以某型号的拆除机器人为研究对象,利用Pro/E软件建立三维实体模型,通过Pro/E与ANSYS的接口将其导入ANSYS中,通过节点耦合的方式处理机构连接,建立整机的有限元模型。运用Lanczos法对该有限元模型进行求解,获得整机的前10阶固有振动频率和模态振型。参照液压锤在实际工作状态下的打击力,对拆除机器人进行瞬态动力学分析,得到了结构的动力学响应,为进行产品的设计与改进奠定了基础。     

汽轮机末级叶片动力特性的有限元计算

以国产600MW汽轮机末级1029mm叶片为研究对象,分析汽轮机叶片的动力特性。首先,建立汽轮机叶片的实体模型和有限元模型。以结构动力学和刚体动力学基本方程为理论基础,将叶片简化根部完全固定的悬臂梁结构。通过大型有限元软件ANSYS Workbench计算出末级叶片在静止状态和不同转速下的前6阶模态频率和振型,得出模态频率随转速的变化曲线。同时,对叶片进行频率响应分析,得到了激振力作用下叶片的振动位移和应力分布。     

钢板爬壁机器人三角架组合体结构优化设计

三角架组合体作为履带式爬壁机器人的重要支撑件,其机械性能决定船体大面积焊接作业的可靠性。以钢板吸附力为基础,对爬壁焊接机器人三角架组合体进行有限元分析,得到模型的受力、变形和前四阶模态振型;随后分析求解相关结果,利用参数灵敏度分析方法,对三角架组合体的结构进行优化。运用ANSYS Workbench软件对优化后的结构进行模拟仿真,得到总组合体的变形量、应力值均有一定程度下降,模态振型的表现形式转变为较平稳的平动或摆动状态。提高了机器人运动的平稳性,对大面积船体焊接质量的稳定性提供技术支撑。     

基于响应面方法的数控机床空间动态特性研究

机床运动部件位置姿态在加工空间的变化,造成机床质量矩阵、刚度矩阵以及阻尼矩阵随之变化,导致机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对加工空间机床动态特性的准确预测问题,本文提出一种基于响应面理论的数控机床空间动态特性研究方法。该方法以数控机床固有频率频率这一关键动力学性能指标为例,分析机床整机动态特性与机床位置姿态之间的数学关联关系,基于正交试验设计和响应面方法理论,构建预测广义加工空间数控机床动态性能变化的响应面模型,揭示机床动态特性在加工空间的演化规律,并在该响应面模型基础上提出机床动态特性影响因子概念,计算各方向运动部件的位移变化对机床动态特性的影响程度,共同确定机床最优加工位姿和加工路线。将该方法应用于一台三轴立式加工中心,采用正交试验设计确定移动部件的不同位置组合作为计算样本点,在ANSYS仿真软件中计算每个样本点的前5阶固有频率,建立反映位置特征与固有频率数值的二次多项式响应面模型,并通过计算响应面模型质量评价指标验证了该模型的有效性,以此分析机床前5阶固有频率在加工空间的分布规律及其对x、y、z向位移变化的灵敏度,阐明机床空间位姿对机床动态特性有较大的影响,为机床工艺规划和优化设计提供了新的分析方法及技术支持。     

大型双轴太阳跟踪器的模态参数与冲击响应分析

太阳跟踪器推杆产生的冲击载荷会引起结构振动,由振动变形导致的跟踪偏差对系统的发电效率影响十分显著。作者采用ANSYS软件对20 k W级双轴太阳跟踪器进行结构动力学分析,讨论了太阳跟踪器前6阶的模态参数,并计算了太阳跟踪器在冲击载荷作用下的振动响应特性。研究结果表明:太阳跟踪器的固有频率随高度角的变化不明显,第2阶、第5阶振型对结构的振动变形影响较大;在冲击载荷作用下,结构的最大振动位移为26 mm,对应的偏差角为0.33°,小于控制要求的0.5°,结构振动对跟踪器的发电效率影响较小。     

电动振动台附加台面的结构分析及其优化设计

以某一电动振动台附加台面为研究对象,利用有限元分析法对利用Pro/E初步设计的结构进行前20阶模态的固有频率及其振型分析.结合模态分析理论,对附加台面进行结构优化设计,并对优化设计后的附加台面进行模态分析及谐响应分析,得出其第1阶轴向固有频率和振型,结果与实验模态分析数据一致,验证了建模与分析的正确性与合理性,为整个台面设计及后续的动力学研究提供理论依据.