三轴虚拟仿真转台的结构有限元分析与数学建模

本文基于虚拟样机技术得到了三轴转台的机械结构模型,并利用有限元模态分析技术,来对转台机械结构进行精确建模。同时通过该模型进行系统性能分析,主要包括系统三框联接特性和轴承承载刚度等因素对转台控制性能的影响;并提出在实际系统设计中应加强三个框架刚度和轴承承载刚度,以及应将各个框架与端轴联接刚度尽可能加大,从而可进一步拓宽系统频带宽度,提高整个转台系统的性能。     

高速龙门五轴加工中心静刚度分析与结构优化

静刚度是机床最重要的性能指标之一,在机床设计阶段需对其进行预估.在高速龙门五轴加工中心的设计中,采用有限元分析技术对机床整机及主要部件进行了静力学分析,发现横梁与滑枕为影响整机静刚度的薄弱环节,对横梁与滑枕的结构进行优化改进,从而提高了机床的静刚度,并在实际应用中获得了良好的效果.     

基于ABAQUS的三轴立式镗铣加工中心动态特性分析

以辛辛那提750为例,研究三轴立式镗铣加工中心的动态特性,根据有限元模型分析方法建立模型后进行模态特性分析机床各阶振动模态的特点,找到了机床结构上薄弱环节;在此薄弱环节上选取一点进行谐响应分析,计算出机床上最大激振力误差以及相应的特征频率。结果表明:机床结构的主轴箱位移量较大,激振力频率与机床结构第十阶固有频率接近时容易发生共振。     

基于模态分析的智能三主轴加工中心结构优化

简单介绍了当前的实验模态分析的相关理论和方法,重点介绍LSCF(最小二乘复频域法)方法的理论知识;随后以智能三主轴加工中心整机为测试对象,采用LSCF方法(最小二乘复频域法)对三主轴加工中心进行了实验模态分析并对其结果进行分析。最后将实验结果和有限元模态分析结果进行对比;得出结论:主轴箱是薄弱环节,优化内筋板高度和侧筋板厚度尺寸;优化后的主轴箱x,y和z向最大变形率别下降了9.32%、7.89%和8.89%,证实模态分析方法具有可靠性。     

桁架机械手动态特性的有限元分析

通过对桁架机械手进行结构分析,应用有限元分析软件ANSYS建立了其参数化有限元模型,对整机进行了静力分析、模态分析和频响应特性分析,得出了整机的前6阶固有频率和相应振型,指出了桁架机械手结构设计的薄弱环节。结果表明,应用ANSYS可较精确地分析机械手的动力特性,为改进和完善设计提供理论依据,从而使机械手具有良好的动态特性。     

重切龙门镗铣加工中心结构静动态特性分析

为了在设计阶段精准评估重切龙门镗铣加工中心结构的动静态特性,建立加工中心整机结构有限元仿真模型,分析其静、动态特性.通过模态测试验证动态仿真模型的准确性和有效性,根据分析结果提出加工中心的结构优化建议.结果表明:由于滑枕的静刚度不足,导致加工中心Y方向的静刚度较低,在1 500 N切削力作用下,最大变形可达0.008 137 mm;加工中心的前6阶实测固有频率分别是41.87、55.69、88.06、103.45、129.68、159.41 Hz,前6阶固有频率的平均仿真计算误差为6.5％,立柱和滑枕位置在外部激振力作用下易发生较大的动态变形响应.     

三梁四柱型液压机有限元模态分析及结构改进

针对6300 kN三梁四柱型液压机的结构特点,应用ANSYS软件建立了液压机机架三维有限元模型,完成了整体机架模态分析,得到前十阶固有频率和相应振型。结果表明,机架质量、刚度分布较均衡合理,机架的最低固有频率为17.537Hz。根据模态分析结果,对机架进行改进以增加液压机结构的局部刚度,机架的一阶和二阶固有频率分别提高了14.65%和13.77%。为液压机结构动态设计及优化提供了有益参考。     

三梁四柱型液压机有限元模态分析及结构改进

针对6300 kN三梁四柱型液压机的结构特点,应用ANSYS软件建立了液压机机架三维有限元模型,完成了整体机架模态分析,得到前十阶固有频率和相应振型.结果表明,机架质量、刚度分布较均衡合理,机架的最低固有频率为17.537Hz.根据模态分析结果,对机架进行改进以增加液压机结构的局部刚度,机架的一阶和二阶固有频率分别提高了14.65％和13.77％.为液压机结构动态设计及优化提供了有益参考.     

基于刚度矩阵单元的斜齿轮传动系统耦合振动有限元分析

推导了斜齿轮传动系统的轮齿啮合刚度矩阵;以及传动轴及支承的弹性变形,利用有限元法建立了考虑轮齿啮合刚度的斜齿轮传动系统的弯-扭-轴-摆耦合振动模型;计算了系统的耦合振动固有模态,并分析了轮齿啮合刚度及轴承支承刚度对系统动态特性的影响。     

可重构轮辋加工机床的研制及动态特性分析

针对轮辋产品在材质、规格、编网参数、窝孔尺寸及窝孔组数等方面的系列化,综合应用调整、更换、集成、创新等重构策略,成功研制了可快速而经济地响应市场变化的可重构轮辋加工机床.对压窝冲孔工作头建立了流固耦合有限元模型和动力学方程,进行了作业工况下动态特性研究,得到了动态特性前十阶固有频率、固有振型及各节点的振动幅值谱,为系统动态性能优化提供了理论依据.该可重构机床的正常生产及其产品质量的稳定,进一步验证了可重构策略的可行性.     

不同工况下转台动静态特性分析与轻量化设计

针对某大型加工中心转台的结构特点,建立其有限元模型,进行动静态特性分析、轻量化设计与验证.对转台在不同工况下进行强度分析与模态分析,获取转台的应力分布状况,结果表明构件强度足够,可通过结构优化进行轻量化设计.结合灵敏度分析与拓扑优化的结果,提出转台轻量化设计方案,转台优化后减重达6.5％.通过对比优化前后转台在不同工况下的强度、模态特性,验证了优化方案的可行性.     

插装式比例节流阀的动静态特性

插装阀具有通流能力强、结构简单、低泄漏等优点,广泛应用于高压、大流量场合。设计NG25插装式电液比例节流阀,介绍阀的结构和工作原理,建立数学模型。在SimulationX软件环境中,建立阀的多学科模型,分析阀处于开环和电闭环两种工作模式下的动、静态特性。通过仿真分析不同参数对阀性能的影响,调节并优化结构参数。研究结果表明:该阀控制精度高,具有良好的动、静态性能,满足设计要求。     

龙门式机械手的动静特性及结构优化

龙门式机械手结构设计多采用对己有的设计图纸修改的方法进行,导致设计出的结构的安全裕度过大,既浪费材料,又增加了整机的质量。运用ANSYS有限元分析软件,选取机架在最不稳定工况下研究了结构的静、动态特性,运用灵敏度方法对结构系统的设计变量进行计算,筛选出了对龙门式机械手的动静态性能影响较大的设计变量并对其进行尺寸优化。对比优化前后的具体参数,得出了机械手在优化后性能有了一定的提升。     

全自动液压压砖机中插装阀的静动态特性分析

液压系统是全自动液压压砖机的核心部分,其直接影响砖的质量和生产效率.插装阀因其动作灵敏、响应快等特点在压机中得到了广泛应用.本文研究了插装阀的工作原理、复合控制以及其静动态特性,为插装阀在全自动液压压砖机中的应用提供了理论依据.     

比例电磁铁静动态特性检测系统设计

比例电磁铁是多种电液比例阀重要的执行器件,其静动态性能对比例阀有关键影响。为准确方便快速地测试比例电磁铁的各种静动态特性,设计并研制了一种比例电磁铁性能测试系统。该系统由机械平台、位移和拉压力传感器、计算机采集控制系统和上位机VC++6.0开发的测试软件组成。实验结果表明:该系统测试结果准确可靠,操作方便,能够用于常见比例电磁铁的静动态特性测试。     

推进式堵水开关静动态特性分析

推进式堵水开关是一种井下智能堵水工具。开关在打开和关闭状态下,活塞轴向受力平衡,在打开和关闭瞬间,因地层和油套环空压差造成活塞受轴向冲击。分析了活塞开、关时的液压冲击力,并结合AMESim软件对活塞受冲击状况进行仿真,结果表明:增加活塞环空长度、降低电机转速、增加螺杆轴向限位轴肩等可减小瞬态液动力对开关的活塞产生的轴向冲击。为堵水开关结构优化提供设计了依据。     

基于ANSYS的HTM40100动静态特性分析

机床的动静态特性是影响机床性能的重要因素,以HTM40100卧式车铣复合加工中心整机为研究对象,采用有限元分析技术对整机及其床身、立柱、导轨、丝杠、尾台等主要部件进行了静力学分析和模态分析,对比分析了机床三个方向的静刚度,并得到系统前四阶模态的固有频率和阵型,发现立柱是影响整机动静态性能的薄弱环节,为设计人员改进其截面形状和筋型,提高机床的动静态特性提供了理论依据.     

供油量对浮环轴承静动态润滑特性影响

针对浮环轴承贫油润滑问题,基于雷诺方程,建立浮环轴承贫油润滑模型,以润滑油入口供油量为可变参数,通过有限差分法求解数学模型,分析了供油量对浮环轴承内外油膜力静态润滑特性影响,计算结果表明:供油量明显影响润滑油油膜力的起始角和轴承环速比,摩擦功耗随浮环轴承供油量的减小而增大。     

先导式水压溢流阀静动态特性的仿真研究

结合水介质的特性及典型先导式油压溢流阀的结构,分析了先导式水压溢流阀存在的关键技术难题,在此基础上设计了一种新型的先导式水压溢流阀.针对关键技术难题,在结构上主要采取了如下措施:在溢流阀入口设置固定阻尼孔和二级节流主阀口以减小气蚀;在材料上阀芯采用奥氏体不锈钢,阀套采用铝青铜QA19-4增加阀的抗气蚀和抗腐蚀能力;阀芯结构采用异性结构保护重要过流阀口;阀芯上加组合密封件以减少泄漏和拉丝侵蚀.对改进后的溢流阀的静态特性进行了分析,并采用AMESim对溢流阀进行了建模,分析了不同参数对阀动态特性的影响.通过静动态分析,增强了溢流阀性能的可靠性.