有限元技术在基于能量平衡的机床动态设计中的应用

结构动态系统的能量平衡是实现机床结构动态设计的主要依据。将有限元技术应用于基于能量平衡的结构动态优化设计中,在介绍结构动态系统能量分析方法的基础上,针对某平面磨床床身进行了结构动态分析。结果表明,该结构动态优化设计方法对找出机械结构的薄弱环节、结构的动态设计优化有指导作用,可推广到其它结构的动态设计中。     

基于能量平衡原理的机床动态性能分析

机床被广泛应用于工业生产中,是最主要的生产加工设备。机床动态设计的特点是在机床研发阶段解决各类问题,它能较为全面地考虑到机床在后期实际运行过程中各种动态因素对机床动态性能的影响。本文基于能量平衡原理对机床的动态性能进行了分析,并提出了一些改进方案。     

基于能量平衡原理的机床结构动态优化

提出了一种基于能量平衡原理的机床结构动态优化的方法,通过提高机床部件能量分布的均匀性来提高机床动态性能.以数控雕铣机龙门架的动态性能优化设计为例,对这一方法做了具体的阐述.首先,利用有限元软件模态分析确定出部件危险模态的固有频率及振型;然后,根据能量分布确定出动能和势能集中的区域,再根据能量平衡原理对零件结构进行优化;...     

基于能量平衡原理的机床动态性能研究

对基于能量平衡的机床动态设计技术进行了研究,提出将能量平衡原理的动态优化设计方法与有限元法相结合,从能量的角度分析机床的薄弱环节以及动态特性,并将该方法应用于SL-500/Hz超精密平面磨床的动态分析。     

基于有限元分析方法的新型机床设计

传统的机床产品设计当中,多是采用以人工经验为主的设计形式进行经验设计,产品设计参数以及耦合性能往往达不到设计标准,这为后期的运维和检修也带来了一定的难度,机床在实际的运行过程中工作效率较低,并且还可能存在潜在的作业危险等问题。立式加工机床能够有效的解决工作效率和安全性能等问题,对此本文重点探究了立式加工中心动态性能对切削性能的影响,对工作台和主轴箱在不同切削工艺参数情况下的功率谱进行了有限元模拟分析。结果表明,新式的产品结构有效的替代了人工操作的过程,同时也增强了结构的稳定性,可靠性较高。     

ANSYS二次开发技术在机床动态特性分析中的应用

通过对ANSYS二次开发技术的研究,实现了ANSYS在VB编译环境中的封装,结合面向对象设计方法完成了软件与ANSYS的无缝集成.提出了一种APDL语言的解析方法,利用VB的前台友好、易用的人机交互界面,实现参数输入,调用ANSYS矩阵计算程序,实现了考虑结合面特性的机床整机动态特性分析.     

基于能量分布的机床整机动态特性优化方法

基于机床结构中的能量分布,在准确建立立式加工中心整机有限元模型的基础上提出一种整机动态性能优化方法。采用弹簧阻尼系统等效结合部的接触特性,基于辨识的结合部等效刚度和阻尼值在Ansys中建立了立式加工中心整机有限元模型,对整机进行模态分析和谐响应分析。通过整机模态试验验证了该有限元模型的准确性,并根据有限元分析与试验结果确定整机的薄弱模态。计算薄弱模态下整机、结合部的弹性能以及结合部在整机中的弹性能分布率,以分布率较高的结合部作为薄弱结合部。基于薄弱结合部的等效接触刚度提出优化方案,优化后薄弱结合部的弹性能分布率明显降低,主轴轴端的动态响应幅值降低,从而使整机动态性能得到改善,验证了该优化方法的可行性。     

机床整机的动态特性分析

采用用户自定义矩阵单元来处理机床结合部的接触问题,在商品化软件平台上建立了机床整机的有限元模型,并对其进行了动态特性的分析。运用该方法来进行结构的性能预测,已用于工厂对机床的结构改进设计中。     

基于虚拟设计的铣头式机床主轴结构动态特性仿真分析

铣头式机床的主轴是多组件、复合支承的特殊结构，影响机床动态性能。在虚拟设计的数字样机上采用有限元法和模态综合技术对主轴进行了动态特性仿真分析找出薄弱环节。根据分析结果。修改和优化主轴结构设计。     

微型机床的结构动态特性分析

利用有限元和实验的方法,对微型机床试验台进行了结构动态特性分析。通过实验测试数据与理论计算结果对比分析,验证了有限元模型的合理性,并对测试及计算中造成误差的因素进行了讨论,为后续的微小型化机床系统动力学研究奠定基础。     

基于有限元法的数控机床主轴部件动态分析

采用多点约束方法模拟数控机床主轴部件中的轴承弹性支撑,建立主轴部件的有限元模型,正确反映主轴部件的装配关系.在有限元模型的基础上,根据实验得到的模态参数,选用振型叠加法求得主轴部件的瞬态响应,得到位移响应云纹图和曲线图,为结构改进指出方向.文中通过对机床主轴部件进行瞬态响应分析,得到其动态特性,为进一步提高其精度和转速提供理论依据.     

基于有限元逆向模拟技术的预成形模具设计

介绍了基于刚一粘塑性有限元方法的正向和逆向模拟技术,并将该技术应用于链轨节锻件的复杂锻造工艺的预成形设计,实现了从理想形状的终锻件设计预成形件和预成形模具的目标。所设计的预成形件和预成形模具降低了终锻模具的磨损,提高了材料的利用率,保障了预成形件在后续模具中的定位稳定性,井应用于生产实际,取得了较好的经济效益。     

基于有限元分析的包伞机架体结构优化设计

基于多体系统传递矩阵法对某型号包伞机进行有限元分析,针对整体结构的应力、位移进行了多点云图的研究,综合考虑机构的受力及变形对包伞机进行优化,经试验验证:优化后提高了包伞机的工作强度,满足了长时间满负荷工作要求。     

DYNAMIC FINITE ELEMENT MODEL UPDATING BASED ON GLOBAL INFORMATION OF STRUCTURES

Finite element model updating method based on global information is proposed. Prior investigation upon design space of structural parameters is performed before updating using statistic analysis, including parameter screening using variance analysis and response surface fitting using regression analysis. The parameter screening method selects the design parameters considering the result of hypothesis testing, which is a kind of global information. Meanwhile, the traditional updating method considers local sensitivity which only gives the information at sole point in the design space. Response surface fitting constructs a close-form multinomial which describes the relationship between concerned structural feature and selected updating parameters. It is an approximation to finite element models(FEM) and used as a substitution in the updating iterations. The presented updating method can be applied without the restriction of linear assumption. In addition, there is no data exchange between the updating prog     

基于有限元法的某混凝土搅拌车轻量化设计

通过合理的有限元仿真和实车试验,实现某混凝土搅拌车副车架的轻量化设计。利用Hyperworks软件建立主副车架系统有限元分析模型,模拟车架的实际使用工况,对该车架的极限弯曲工况和扭转工况进行仿真分析,并通过相应的实车试验验证有限元模型的准确性。在此基础上,首先利用Optistruct软件对副车架矩形管的厚度进行尺寸优化,并提出斜支撑加强板的设计新方案,从箱体型设计改进成槽钢型。结果表明:副车架轻量化设计不仅在结构强度上满足设计的要求,而且最终使副车架的结构总质量减轻了120 kg,达到了轻量化10%的预订设计目标。     

超高压气缸动态热载荷有限元分析

超高压压缩机工作过程中产生的动态载荷是影响压缩机强度与寿命的一个重要因素,其中热载荷与机械载荷的耦合又是非常严重.以有限元法为基础,建立了52 MPa超高压气缸在工作循环中的热载荷的动态模型,预测了动态响应与稳态响应之间的函数关系,并通过冷启动和热启动的仿真分析,给出了其作用规律.该模型还可用于气缸危险区域的排查和气缸结构的优化分析.     

基于有限元法的螺旋钻采煤机钻杆结构参数优化

为提高螺旋钻采煤机螺旋钻杆的强度和寿命,减轻钻杆重量,以螺旋钻采煤机的螺旋钻杆为研究对象,在满足强度要求的前提下,以钻杆重量最轻为优化目标,通过Pro/E建立实体优化模型,采用有限元法,在Ansys Workbench软件中进行有限元强度分析,通过观察应力云图,选择螺旋钻杆的壁厚、叶片厚度、高度和螺旋角为变量,对钻杆结构进行参数优化,结果表明,螺旋钻采煤机螺旋钻杆的强度得到了明显提高,应力减小了15.8%,重量减轻了6.4%,延长了钻杆的使用寿命。     

基于有限元分析的磁悬浮轴承飞轮转子动力学研究

利用Solid Works建立了磁轴承转子的三维模型,并导入Ansys workbench进行有限元分析。考虑了转子的陀螺效应,得出了磁轴承转子的固有频率及模态振型和相对应转子系统的坎贝尔曲线图;同时考虑了转子所受不平衡力的影响,根据不平衡力施加位置的不同,进行了轴系的不平衡谐响应分析,巧妙的对模态分析的结果进行了验证。验证结果表明转子系统固有频率分析合理,可为进一步系统的振动特性研究以及结构动力特性的优化设计提供依据。     

基于有限元计算细观力学的RVE库的建立与应用

基于有限元计算细观力学理论,以MSC.PATRAN为平台,利用PCL(PATRAN command language)实现RVE(representative volume element)的参数化自动建模,建立RVE库,集成相应的细观力学计算程序,一体化预测复合材料宏观性能.通过工程实例,调用RVE库中的平纹编织复合材料RVE,预测平纹编织C/SiC复合材料的宏观弹性模量,对空天飞机全C/SiC复合材料机身襟翼进行静力有限元计算,实现结构材料一体化设计.     

基于有限元法的风力机塔架结构动态分析

将有限元技术与模态分析理论相结合,在有限元软件的基础上研制了一套用于风力机塔架结构的动态分析程序系统。讨论了模型建立、载荷施加、边界条件和模态参数的计算,并给出了应用实例及结果分析。