高速电主轴静刚度仿真与实验研究

主轴静刚度是评价电主轴静态特性的一项重要指标,对保证精密数控机床的加工精度至关重要。基于典型工况下切削力和角接触球轴承径向刚度计算公式,通过建立的主轴-轴承系统三维有限元模型,仿真获得了在指定工况下电主轴前端轴向变形量及主轴静刚度。在搭建的实验平台上对电主轴进行了静刚度实验。通过对比仿真结果和实验结果,间接验证了该有限元模型的有效性。基于可靠的有限元模型,进一步仿真获得了电主轴静刚度随前后端轴承预紧力的变化情况。     

主轴的静刚度计算与检测

对主轴单元的径向刚度进行了理论分析,基于赫兹理论计算了支撑主轴的角接触球轴承和精密双列圆柱滚子轴承的刚度,建立主轴轴承-转子系统的有限元模型,进行了有限元分析。同时,对主轴的静刚度进行检测,对检测数据进行处理与分析,得到主轴的静刚度值。试验结果表明：主轴的理论刚度计算与有限元分析方法具有可行性,与检测的结果基本一致,为研究主轴的静刚度提供了理论支撑。     

航空发动机双转子轴承试验机主轴动静态性能分析

根据航空发动机轴承试验机的技术指标研制了专用的航空发动机双转子轴承试验机,应用ANSYS Workbench有限元分析软件对试验机主轴进行了动静态性能分析。将轴承支承刚度等效为弹簧刚度,得到了主轴的强度、静刚度、固有频率和振型;并对主轴临界转速进行理论计算,验证了有限元模型的正确性及主轴结构设计的合理性。     

陶瓷球轴承接触角和预紧力对高速磨削电主轴静刚度的影响

陶瓷球轴承作为电主轴的核心部件,其结构参数对电主轴的静刚度有着重要的影响。基于角接触球轴承径向刚度计算公式,通过仿真分析研究了接触角和预紧力对电主轴静刚度的影响。通过建立的主轴-轴承系统三维有限元模型,仿真获得了不同接触角和预紧力下主轴前端径向变形及主轴静刚度,进而根据有限元仿真结果拟合得到了主轴静刚度关于接触角和预紧力的拟合方程及拟合曲线。     

高刚度数控车床主轴有限元分析

基于对具有硬质车削功能的高刚度数控车床的主轴相应的高精度、高刚度要求,在对主轴分析研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承,建立主轴的有限元模型,进行静、动态特性分析,并对固有频率随轴承支承刚度的变化关系进行了模拟研究。计算结果表明,采用该方法分析高刚度数控车床主轴单元可以得到满意的结果,为工程设计提供了一定的参考。     

主轴单元参数化建模、分析与优化设计

为实现主轴单元静动态特性的快捷分析,本文提出了主轴单元有限元建模基本参数的概念,建立了主轴单元通用有限元简化模型。以某厂新型五面体加工中心主轴单元为研究对象,利用简化模型得到了主轴单元的静刚度和前十阶模态。与简化前的分析结果比较,证明了简化模型的正确性。分析了不同轴承预紧工况下前两阶固有频率的变化,通过对主轴单元进行动态优化设计,使一阶固有频率提高了32.2%,主轴重量减少了42.9%。     

车削中心主轴动静态特性分析

以车削中心主轴为研究对象,采用弹簧阻尼单元模拟动静压轴承支承的方法,建立主轴三维有限元参数化模型。同时进行静力学分析、模态分析,分别得到静刚度、固有频率和振型,并通过谐响应分析,比较了主轴在共振和设计工况下的振型,找出该主轴的危险点并进行了相关验算。     

高精度金刚石工具磨床主轴结构设计及有限元分析

对高精度金刚石工具磨床主轴系统进行了结构设计,分析了轴承预紧力对主轴温升和刚度的影响。分析结果表明轴承预紧力对主轴支承刚度有显著影响。在考虑轴承径向刚度和轴向刚度的基础上,研究并建立了主轴的有限元模型。利用有限元软件ANSYS对主轴单元进行了动静态特性分析,结果表明所设计的主轴系统能够满足金刚石刀具刃磨要求。     

精密成形磨齿机砂轮主轴系统的结构优化分析

以精密成形磨齿机的砂轮主轴系统为研究对象,应用基于有限元理论的ANSYS软件,建立了有限元三维仿真计算模型,研究了不同的轴承支承方式,得出了砂轮主轴静刚度与轴承刚度的非线性关系;分析了不同轴承组配方式的受力不均现象,明确了它们的优缺点;进行了基于静刚度的支承跨距优化计算,指明了跨距优化的方向;应用模态分析的方法计算出了主轴系统的各阶固有频率及其振型。基于上述研究,完成了对砂轮主轴系统的静动态特性的分析,形成了一整套的结构优化分析技术,提出了具有实际意义的结构优化意见。     

基于NewSpilad的高速电主轴静动态特性分析与研究

文章通过NewSpilad软件对电主轴进行静态和模态分析,探究轴承预紧力和主轴悬伸量对主轴刚度及固有频率影响。结果表明：调整轴承的预紧力对主轴径向刚度影响很小,变化量在20%以下;轴向刚度影响较大,变化量在50%以上;对主轴的固有频率影响较小,最大变化量为24%;增加悬伸量对主轴轴向刚度影响较小,变化量在5%以下;对径向刚度影响较大,变化量在13%左右;一阶固有频率有提升趋势。并通过主轴静动态特性测试试验验证,对比发现有限元分析结果与实际测试结果误差在10%以下。该研究结果为主轴静动态特性分析提供理论基础,进一步提升了主轴设计开发能力。     

有限元-迭代法在电主轴轴系转子动静特性分析中的应用

针对在电主轴轴系转子动静特性分析中轴系转子刚度局部变化的情况 ,在现有通用有限元软件又难以满足这一计算要求的情况下自行开发了计算软件 ,把有限元迭代法应用于计算分析中。通过该软件进行计算 ,较好的解决了局部刚度变化的问题 ,既减少了计算开销 ,提高解算效率 ,也克服了传统设计过于简化带来的误差。     

高速电主轴热态特性仿真分析

在分析电主轴温度场理论的基础上,建立某高速磨床电主轴系统的有限元模型,计算了电主轴热特性分析的边界条件,利用有限元软件ANSYS Workbench分析其热态特性,得到了主轴系统的稳态温度场分布和热变形情况;同时分析计算了不同转速对主轴系统温升及热变形的影响.结果表明:主轴转速越高,相应主轴单元的温升变化及主轴热变形也越大.此分析为改善电主轴温度场分布及减小热变形提供了理论依据.     

基于ANSYS的异形截面麻花钻的刚度分析

就文献[1]中所提出的高扭转刚度异形截面麻花钻,运用三维有限元分析法,以ANSYS为平台,对其和所对应的标准麻花钻进行了刚度分析,得出了与实验结果相一致的数据.这种方法在实际应用中具有重要的意义.     

基于ANSYS的加工中心电主轴静态性能分析

为了研究电主轴单元抵抗静态外载荷的能力及抗振性,以改善其在静态外载荷作用下的变形及自激振动,以高速卧式加工中心(THMS6340)的电主轴单元为研究对象,阐述了影响电主轴单元静态特性的主要设计参数,采用ANSYS有限元分析软件对电主轴单元进行了简化建模、静态性能分析,获得了电主轴单元的变形,并运用达朗伯原理得出其刚度,且经过分析比较、验证了该电主轴单元的刚度。这一电主轴单元的静态分析研究为其进一步的动态分析提供了必要的依据。     

双瓣止回阀阀瓣强度分析及优化设计

通过对双瓣止回阀阀瓣的有限元分析,介绍了有限元分析法在阀门强度和刚度分析方面的应用。     

升降式防密门扇静力与动力有限元分析

利用有限元方法对防护密闭门扇的应力、变形和振动模态进行了计算分析，在保证结构强度和抗震性能的同时降低重量。计算结果表明，门扇的最大弯曲应力低于材料的屈服应力，面板厚度对增加门扇的抗弯刚度效果明显，门扇的抗震性能较好。     

三环传动中内齿轮环板的刚度分析

采用有限元数值分析法，对三环传动中内齿轮环板的刚度分析，揭示了内齿轮环板受力变形的刚度变化规律，找出了环板刚度薄弱的区域和产生轮齿剥顶的原因，提出了适当增加环板外圆弧半径的方法和可根据薄弱区域改变其局部形状的设想，以提高环板的刚度。     

SQTJ160型铁路起重机伸缩臂的有限元分析

以ＡＬＧＯＲ微机结构有限元分析软件为工具,对ＳＱＴＪ１６０型起重机伸缩吊臂进行有限元计算,检证吊臂结构的强度和刚度条件,对滑块局部应力采用对称均布载荷与对称非均布载荷两种方式进行计算。     

弹性基础梁弯曲问题有限元解析与直接边界元法解析的研究

对有限元解析方法和直接边界元解析方法开展了相关研究工作,基于弹性基础梁弯曲问题的静态特性的解析公式,通过ANSYS程序验证实例正确性。     

ANSYS在钢架结构随机振动分析中的应用

ANSYS有限元分析软件在钢架结构力学分析中正在被广泛地使用，而且由于其分析速度快、精度高而成为当今有限元分析的主流软件。本文以一种典型的屋架钢结构为例，说明了ANSYS在随机振动分析中的应用，对有限元力学模型的建立提出了自己的见解，并对后处理结果进行了简要分析，最后给出了随机疲劳计算过程。