CK5116数控立式车床振动系统动态特性的确定

在简要介绍数控机床模态测试原理的基础上,对某机床厂生产的CK5116数控立式车床的模态及动态特性进行了测试,获得了机床整机的固有频率、模态振型、阻尼比、动刚度、动柔度等动态特性参数。通过测试发现,该机床的立柱在沿y方向的振动是该机床的薄弱环节,导致y方向的动刚度显著降低。在综合分析的基础上,提出在立柱内增设加强筋的方式来提高机床整机系统的动态特性,为同类型机床的结构性能优化提供有效的参考。     

应用有限元分析系统计算车床主轴的动态特性

机床动态特性是影响机床性能的重要因素,是在机床设计时必须要考虑的问题,模态分析主要用于确定结构或机器部件的振动特性。建立主轴的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件AN SY S,对主轴部件进行了模态分析,得出了主轴前五阶固有频率和振型。了解主轴部件的各阶振动模态的特点,对于我们研究主轴部件的动态特性是十分必要的,有利于机床主轴系统的整体设计及其制造。     

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。     

BKX-I型并联机床的实验模态分析

应用锤击法和基于变时基采样的SIMO法 ,对BKX -I型并联机床进行了模态实验 ,分别获得了机床沿x、y、z方向和机床整体结构的低阶固有频率、振型、阻尼比以及相应的振型动画。在此基础上 ,对该并联机床动态特性的特点进行了分析 ,明确了该机床动态特性的几个特点 ,确定了该机床的薄弱环节 ,并提出了提高并联机床动态特性的具体措施 ,为并联机床结构的动态设计和优化设计提供了依据     

BKX-Ⅰ型并联机床的实验模态分析

应用锤击法和基于变时基采样的SIMO法,对BKX-Ⅰ型并联机床进行了模态实验,分别获得了机床沿x、y、z方向和机床整体结构的低阶固有频率、振型、阻尼比以及相应的振型动画.在此基础上,对该并联机床动态特性的特点进行了分析,明确了该机床动态特性的几个特点,确定了该机床的薄弱环节,并提出了提高并联机床动态特性的具体措施,为并联机床结构的动态设计和优化设计提供了依据.     

基于模态预测及敏度分析的机床动特性设计方法

为了提高机床的动态性能,以机床整机固有频率和频响函数振幅为目标,提出基于机床测试数据、进行试验模态分析及灵敏度计算的机床动态特性设计方法。方法首先提取机床测试数据建立机床结构原型模型,逐步计算机床大件结构和整机的固有频率对刚度、质量的灵敏度,确定结构薄弱环节;继而,对薄弱结构,采用模态预测和灵敏度分析方法设计计算,获取更合理的质量和刚度;之后,将设计分析结果输入LMS_Test.lab软件,借助软件完成对原型结构的模态修改,对修改后结构的动力学特性进行模态预测;最后,进行预测结果模态置信验证,确认模态预测的正确性,完整机床动态特性设计方法体系。将该方法应用于实际机床设计中,对比整机优化前后的频响函数曲线和仿真分析验证均证明,基于模态预测及灵敏度分析的机床动态特性设计方法完成的机床优化设计使得机床固有频率得到提高的同时振幅下降,机床的大件结构及整机的动态性能均有提升。     

机床动态特性对铣削力影响的实验研究

采用锤击法对一台大型加工中心进行了模态实验分析,获得了机床整体结构的低阶固有频率、刚度和阻尼等模态参数;在此基础上,根据机床动态特性与加工参数的关系设计了铣削力测试实验,测得了不同加工参数下的铣削力;分析了机床动态特性对铣削力的影响,为加工参数的选择提供了依据.     

机床导轨结合部的动态特性解析方法及其应用

基于结合面动态基础特性参数,研究了机床导轨结合部动态特性的建模解析方法,并将其应用于机床整机动态特性解析,为机床整机动态特性解析中结合部参数的确定提供了一种方法,使机床图样设计阶段预测整机动态特性成为可能。     

加工中心关键部件的动态特性分析

可分度车削头是加工中心的关键部件,它的动态特性好坏直接影响到机床的加工精度和表面粗糙度.以车削头为研究对象,利用Solidworks实体建模,借助有限元分析软件ANSYS进行模态分析,并采用现有的高精度信号采集仪和测试分析软件进行模态试验.对比这两种不同的模态分析结果,找出了该关键部件的薄弱环节.结合对车削主轴动刚度的测试,为提高机床的动态性能和结构优化提供了有效依据.     

高速数控铣床关键部件动态特性的测试与分析

通过对高速数控铣床关键部件的模态试验的动态特性分析,了解数控铣床整机结构的固有特性,得到机床系统的模态参数和模态振型,找出影响机床动态特性的主要薄弱模态,为机床结构的动态改进设计提供参考依据和改进目标。     

五坐标数控龙门加工中心动态优化设计

在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度;在加工中心的结构优化设计过程中,提出了灵敏度分析法和基于动刚度的结构优化法,对主要部件的内部筋板结构进行了与传统方法不同的设计,提高了加工中心的动静态特性;针对加工中心在工作过程中不可避免的共振问题,巧妙利用机床的附属设备设计了抑制振动的调谐阻尼器。     

高架桥式高速五坐标龙门加工中心动态仿真与结构优化

在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数,并将其应用到数字仿真模型中,提高模型的精度。在结构动态分析中采用刚体与柔性体结合的仿真方法,对加工中心的关键部件进行柔性化,分析其对系统相应的影响,并在此基础上对这些主要部件进行结构优化设计,提高系统的动态特性。     

滚动轴承刚柔多体接触动力学分析

以柔性多体动力学理论为基础,提出了以相对坐标描述刚柔多体接触滚动轴承的递推数值分析方法。以球轴承为例,研究了滚动轴承刚柔多体接触输出响应的动态特性。综合考虑滚动体与轴承内外圈滚道的时变接触刚度、柔性接触、摩擦、离心力等非线性因素,分析出转速、摩擦力和预紧力对滚动轴承的时变接触力和时变振动位移的影响。结果表明,以相对坐标描述刚柔多体接触滚动轴承的动力学模型,可以有效地解决滚动体与滚道间的时变接触振动响应和柔性接触等非线性接触动力学问题。     

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。     

Control research and optimization design of self-synchronous vibrating machine

The dynamic model of a self-synchronous vibrating machine is established. Through the dynamic analysis of the self-synchronous vibrating machine with two motors, the simulation program is run based on the dynamic model of self-synchronous vibrating machine and the mathematical model of an induction motor. Simulation results show that the machine is in a poor synchronous state. The method to control the phase difference of the two eccentric rotors is then analyzed, and the self-synchronous vibrating machine is optimization designed. The simulation demonstrates that the self-synchronous vibration machine achieves speed synchronization and phase synchronization. The results verify the effectiveness of the optimization design.     

非对称缸垂直力加载系统研究

介绍了非对称缸垂直力加载系统,讲述了该系统的工作原理,推导出该系统的动态响应数学表达式。以Mat-lab中动态仿真工具Simulink软件包为开发工具,将其应用于该闭环控制系统的动态响应计算中,给出了考虑干扰量情况下的Simulink仿真方法。     

动态格尼襟翼对垂直轴风力机性能的影响

针对垂直轴风力机运行时叶片攻角随相位角呈周期性变化所导致的强非稳定和非定常流动进而引发的气动效率问题,提出在叶片尾缘布置动态格尼襟翼的流动控制方法。以三叶片直线翼垂直轴风力机为研究对象,采用基于SST k-ω湍流模型的数值模拟方法,研究了格尼襟翼不同运动方式及伸出高度对垂直轴风力机气动性能的影响。结果表明：在叶片尾缘布置动态格尼襟翼可有效提高风能利用系数,当动态格尼襟翼始终保持在压力面时,整机最大风能利用率可提高27.9%,同时最佳尖速比降低,风力机运行稳定性提高;在低尖速比下,格尼襟翼能增大单叶片切向力,提高整机在低风速下的启动力矩;当格尼襟翼高度超出一定范围时,随尖速比增大,整机风能利用率提高效果逐渐减弱,同时叶片疲劳载荷增大。     

数控机床模块设计中建模及运动仿真

按照模块化设计思想,利用图形技术和仿真技术,遵循工业设计原则,在数控机床模块划分的基础上,进行了三维参数化建模、单机拼装、单机空运动仿真的研究。     

顶装式洗衣机动态特性分析及其仿真

在分析顶装式洗衣机结构的基础上，建立了洗衣机桶体振动模型。为研究平衡环中盐液的平衡作用和机理，提出了模拟平衡环的三球模型，用Runge-Kutta法得到了桶体振动方程的数值结果。开发了相应的分析和仿真软件系统，对实际洗衣机桶体脱水启动阶段的动态特性进行了仿真，合理地解释了平衡环的作用机理。数值结果和仿真软件对洗衣机的开发和动态优化设计具有重要的参考价值。     

高速加工HSK工具系统动态特性的研究

在对HSK刀柄与机床主轴接触状况进行深入分析的基础上，利用有限元法建立了高速加工HSK工具系统动刚度模型，并对其刚度特性和抗弯曲能力等进行了系统的研究和数值解析。结果表明：随着机床转速提高，HSK工具系统刚度基本不变，但其对弯矩的承载能力呈指数级数增大；刀柄锥面过盈量对HSK工具系统有重要影响，可以用锥面丧失定位作用时的转速作为HSK刀柄的许用极限转速。研究结果为改进和设计高速加工机床提供了理论依据。