KVC1050N立式加工中心有限元分析与模态试验

采用ANSYS分析软件,针对KVC1050N立式加工中心分析了各部件之间刚性连接和柔性连接的两种振动模态。着重介绍了柔性连接时固定、滚动和滑动三类结合面特性的等效处理,分析了结合面对整机动态特性的影响;并将有限元分析结果与模态试验结果进行了对比,结果表明刚性连接的计算结果与试验值相差甚远,而柔性连接的计算结果与试验值比较吻合,进一步说明分析机床整机动态性能时不能忽略结合面的影响。最后在分析和试验结果的基础上指出了整机结构的薄弱环节,为后续的机床优化设计提供依据。     

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。     

基于模态试验的导轨滑块结合面分析与有限元仿真

导轨结合面是机床结合面的重要组成部分,机床的整机动态特性分析在很大程度上取决于如何正确处理机床导轨的结合面.文中运用三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS Workbench 12建立模型,采用弹簧-阻尼模型简化处理结合面,并对导轨滑块系统进行有限元仿真和模态试验,得到滑块的固有频率和模态振型,对比两种结果是否一致,从而验证了导轨结合面处理模型的正确性,并对导轨滑块结构提出了改进建议.     

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。     

模态试验在机床滑块导轨系统建模中的应用研究

机床结合面参数的正确与否,对整机有限元模型的建模精度具有举足轻重的作用.针对影响XH2725机床整机建模精度的关键结合面--滑块导轨结合面进行模态试验,测试结合面动力学特性,采用分量分析法得出结合面的特征参数并应用于机床整机的动力学建模.     

模态试验在机床滑块导轨系统建模中的应用研究

机床结合面参数的正确与否,对整机有限元模型的建模精度具有举足轻重的作用。针对影响XH2725机床整机建模精度的关键结合面——滑块导轨结合面进行模态试验,测试结合面动力学特性,采用分量分析法得出结合面的特征参数并应用于机床整机的动力学建模。     

螺栓结合面动态特性试验研究

以栓接结合面为研究对象,对不同预紧力情况下的螺栓联接结构进行试验模态分析,得到该结构的自由模态参数。并对螺栓联接结合面进行几种有限元建模模型分析,对比几种建模方法和试验结果的差距。     

卧式加工中心模态分析与测试

结合面是影响整机动态特性的重要因素。对结合面的正确处理是研究整机特性的关键。首先,以TH6350卧式加工中心为对象。其次,采用合理的方法对四种不同类型的结合面进行等效处理,建立了整机有限元模型。然后,采用ANSYS有限元分析软件分析了整机的模态特性。最后采用锤击激振法对TH6350卧式加工中心进行了模态试验。通过对比试验结果与ANSYS分析结果,发现二者数据非常接近。从而验证了前期结合面处理的正确性与合理性,建立的有限元模型能真实地反映整机性能。     

数控机床滚动导轨结合面参数的特性分析

机床导轨结合面是影响机床特性的关键因素,在机床整机的建模分析中是必须要考虑的部分。根据滚动导轨结合面的模态试验结果和有限元分析结果,对导轨结合面的参数进行优化识别,得到导轨结合面的动刚度和阻尼,为机床整机建模分析提供了重要的依据。     

机床螺栓固定结合面动态参数识别与实验验证

针对各向同性虚拟材料模型不能准确表征螺栓固定结合面法向和切向的性能差异的问题,以机床立柱-床身螺栓固定结合面为研究对象,采用横观各向同性虚拟材料对机床螺栓固定结合面进行动力学建模,通过试验设计和有限元分析构建机床螺栓固定结合面的径向基函数神经网络模型。结合模态试验结果构建寻优目标函数,并利用粒子群优化算法进行求解,识别出横观各向同性虚拟材料弹性常数。结果表明:实验模型的理论模态与实验模态前六阶振型基本一致,固有频率的误差小于5.1%,说明了该方法的有效性,为机床螺栓固定结合面参数识别提供了一种新方法。     

机床整机系统振动特性分析

将现代振动测试手段和有限元模态分析技术相结合,对新研发的立式加工中心0540d整机系统进行振动特性分析。用有限元计算方法对新研发的产品整机进行动态性能预估,掌握机床加工区域的振型及系统的固有频率。在该数控机床生产安装完成后对整机进行振动模态测试,把实验得到的模态参数与有限元计算值进行对比验证。结果的对比分析表明,有限元模型的振型与实验基本一致,计算得到的固有频率与测试频率误差在16%之内。说明该有限元模型可以真实地反映实际动态特性的,同时也可以对研发的新产品进行动态特性预估分析。     

基于等效接触区域的螺栓连接结构模态分析

螺栓连接的动力特性将直接影响到结构在振动环境下的响应。首先,分析了螺栓连接件在预紧力作用下接触面连接区域的范围;然后,通过有限元非线性静力分析方法,建立了预紧力作用下螺栓连接的有限元模型,取得了预紧力作用下螺栓连接的最大应力作用区域,定义该作用区域为螺栓连接的等效接触区域,将等效接触区域粘接起来模拟螺栓连接的连接区域,从而将螺栓连接的非线性问题转化为线性问题;进而,对等效接触模型和"刚化"模型进行了有限元模态分析,得到了两种模型的动力特性。最后,将有限元模态分析得到的结果和试验模态分析的结果进行了比对,验证了等效接触模型的正确性。     

多层波纹管动态刚度的影响因素研究

采用有限元分析软件对多层无加强U型波纹管的动态特性进行了分析。利用参数化设计语言(APDL)建立了波纹管有限元模型并对其进行模态分析,分析了含夹层阻尼的多层波纹管的几何参数,如波纹管的波高、波距、直径、壁厚等对波纹管动态刚度的影响及其变化规律。通过振动试验,验证了有限元分析结果的正确性,其结果对波纹管的设计研究提供了一定的参考依据。     

Elastic dynamic research of high-speed multi-link precision press considering structural stiffness of rotation joints

An elastic dynamic model of high-speed multi-link precision press considering structural stiffness of rotation joints was established by the finite element method. In the finite element model, rotation joint was established by four bar elements with equivalent stiffness, and connected link was established by beam element. Then, the elastic dynamics equation of the system was established, and modal superposition method was used to solve the dynamic response. Compared with the traditional elastic dynamic model with perfect constraint of the rotation joints, the elastic dynamic response value of the improved model is larger. To validate the presented new method of elastic dynamics analysis with stiffness of rotation joints, a related test of slider Bottom dead center (BDC) position in different speed was designed. The test shows that the model with stiffness of rotation joints is more reasonable. So it provides a reasonable theory and method for dynamic characteristics research of sucha multi-link machine.

     

高速磨床机械结构参数化建模与模态分析

基于动态子结构法建立了高速磨床零部件和整机的实体参数化模型,利用MSC. Patran/Nastran建立了高速磨床机械结构的有限元模型,并对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了模态分析。应用LMS振动及动态信号采集分析系统对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了实验模态测试与分析。实验表明,采用基于假想材料的高速磨床结合部模拟技术可使磨床组合结构的动态实验结果与有限元模态分析结果相吻合,实验测试得到的高速磨床机械结构动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的结果是一致的,说明利用子结构法建立高速磨床机械结构实体参数化模型是正确可行的。     

基于ANSYS的CKS6125数控机床主轴的模态分析

建立CKS6125机床主轴的三维实体模型,基于ANSYS有限元分析,对CKS6125机床主轴进行了模态分析,得出了CKS6125机床主轴前五阶固有频率和振型。掌握CKS6125机床主轴各阶振动模态的特点,有利于CKS6125机床主轴结构的设计,对提高数控机床主轴的设计质量具有重要意义。     

数控机床立柱结构有限元分析与优化设计研究

立柱是机床基本的零部件之一,其静动态特性对机床整机的性能有很大影响。为保证机床的静动态特性及工件的加工精度,运用SolidWorks三维软件和Ansysworkbench有限元分析软件时立柱进行了静力学分析和模态分析。根据仿真分析结果,针对立柱的薄弱环节进行相应的结构改进优化,并对改进后的立柱进行静动特性分析。仿真结果表明：改进后立柱的变形量减少了7．6％,一阶模态频率提高了27．4％,同时质量减小了26kg,静动态特性得到了明显提高。为数控机床静动态性能的提高提供了理论依据。     

农机扶手有限元正交优化方法及应用

针对复杂参数结构优化过程中模态分析方案过多问题,结合模态分析和正交试验法的特点,提出有限元正交优化分析方法,通过对结构有限元模态分析方案的正交试验规划,大幅度减少分析样本数量;同时试验数据的分析结果可确定各试验因素的较好水平及各因素对振动性能的影响,通过改变敏感参数来快速实现机械结构振动特性的改变。最后以小型农机扶手为例,将扶手的一阶振动频率由41.7 Hz变为71.379 Hz,避开了人手的敏感频率范围,优化及试验结果证明了该方法的有效性及可行性。     

自动抱夹横移机手部抱夹装置的动力学仿真分析

以自动抱夹横移机手部抱夹装置为研究对象,利用UG软件建立各零/部件的三维几何模型,在ANSYS软件中建立各零/部件的有限元模型,并采用弹簧阻尼器单元COMBIN14建立各结合部的动力学模型,从而建立手部抱夹装置整体有限元模型,进行模态分析和谐响应分析,得到手部抱夹装置前六阶模态,识别手部抱夹装置的薄弱环节,为手部抱夹装置的优化设计提供科学依据.