基于结合面的车铣复合加工中心有限元建模

结合面是影响机床动态特性的关键因素,在机床有限元建模过程中必须考虑结合面的影响.以某车铣复合加工中心为研究对象,基于固定结合面和移动结合面的有限元建模,建立了整机的有限元模型.对整机有限元模型进行模态分析,并对整机进行模态试验,然后将整机的模态分析的计算结果与实验结果相比较,证实了该有限元模型的准确性和该结合面建模方法的有效性.     

基于ANSYS的落地式镗铣床模态分析

用有限元分析和试验的方法,对TX6916落地式镗铣床进行模态分析.采用有限元分析软件ANSYS,在三维实体模型的基础上分别建立镗铣床刚性连接、结合面弹簧阻尼连接的有限元模型,对落地式镗铣床进行模态分析,将试验数据与有限元计算结果进行对比,结果表明结合面采用弹簧阻尼连接的有限元模型的分析结果与实验结果吻合较好.此外,对模态分析误差产生的主要原因进行分析,从而找到进一步优化模型的途径,为该型机床的进一步动力学研究及优化设计提供参考.     

滚柱直线导轨副结合面参数识别与数值模拟

导轨副结合面静、动态特性对于机床整机性能有着显著的影响,导轨副结合面参数准确识别是机床整机性能预测的基础。国内现有导轨副设计方法落后,严重制约了机床功能部件及整机制造行业的发展。建立一种实用的滚柱直线导轨副动力学建模方法,采用有限元法对导轨副的自由和约束模态进行分析研究,并分别进行了实物模态特性测试,最后将仿真分析结果和实验测试结果进行对比。结果表明:仿真计算结果与试验结果的误差在8%以内,所建立的滚柱直线导轨副动力学模型具有较高的精度,可用于导轨副乃至机床整机特性预测。     

基于结合面参数的机床整机有限元建模与分析

基于结合面参数,利用ANSYS建立了AV1200-2五坐标立式铣床整机有限元模型。通过模态试验与有限元计算结果对比分析,验证了文中建模方法的正确性。最后,结合有限元与试验模态分析的结果,初步识别了整机结构的薄弱结合面及薄弱结构,并提出了相应的修改建议。     

高速精密数控立式铣床本体结构动态特性测试

对某企业装机生产的高速高精密数控立式铣床结构动态特性进行实验测试,特别针对机床不同位置结构开展一系列动态特性测试工作,得到频率和振型等模态参数,最终结合测试结果得到整机的薄弱环节主要是鞍座与底座的结合位置,并且机床整体布局不合理,重心偏高。从两个方面阐述机床本体结构系统动态特性测试的方法和过程,分别是实验模态分析测试和机床切削振动测试。     

液压金刚石飞切机床整机模态分析

以我国自主研制的某液压金刚石飞切机床为研究对象,对考虑地基的机床整机动态性能进行研究。使用UG和ANSYS Workbench联合仿真对机床整机进行有限元模态分析,得到机床的前6阶固有频率和振型;运用模态测试系统对机床整机进行模态测试,基于实模态参数识别方法获得机床的模态参数。通过有限元仿真与试验结果对比分析发现,前6阶固有频率误差均不超过10%且对应模态振型基本一致,验证了研究结果的正确性。机床整机低阶模态振型表现为床身系统相对地基的整体转动与平动,说明机床整体机构设计合理,为机床整机进一步的时变多体动力学规律预测奠定了基础。     

某型号加工中心整机模态的分析测试及预测评价

为了准确、有效、快速地获取某型号加工中心整机的固有频率和振型,结合改进弹簧刚度法与虚拟材料法对某加工中心关键结合面进行了处理,建立了该加工中心的有限元模型。采用有限元分析法获得了该加工中心的前4阶模态参数,以有限元分析结果为指导,确定模态测试的布点密度、测点位置、采样频率、边界条件等试验参数;采用SIMO锤击法对该加工中心进行模态测试,通过比照模态分析与模态测试的结果,修正仿真模型获得更为精确的仿真模型。分析结果表明:使用改进的弹簧刚度法与虚拟材料法比单独使用弹簧刚度法及虚拟材料法能够更加准确地拟合试验结果。最后,根据机床实际工况确定边界条件,以模态仿真结果为依据对机床动态特性进行评价,为后续建立机床适应性评价体系提供了可行、准确的特征参数提取方法。     

大型落地式镗铣床TKS6916整机有限元分析

利用有限元软件建立了大型落地式镗铣床TKS6916整机模型,并对其进行静力和动力分析。静力分析结果显示:机床的变形是由床身自重以及滑座与立柱间联接螺栓的预紧力两个载荷效应叠加而成;机床最大应力值远低于材料的屈服极限,说明机床的材料使用是足够安全的。动力分析结果说明:前5阶模态与立柱和油缸直接相关,在设计中需要加强其刚度;和立柱有关的模态不会随主轴箱位置的变化而变化,而和油缸有关的模态受主轴箱位置的影响较大。     

基于接触热阻的龙门加工中心热态性能研究

针对龙门加工中心整机热力学性能分析的需要,综合考虑机床结构特点、内外部热源的影响,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行未加载接触热阻和加载接触热阻两种情况下的稳态热分析。将加载结合面接触热阻的温度场作为载荷,对加工中心进行热变形分析。结果表明结合面接触热阻对整机温度场的分布有较大的影响,为加工中心结构优化及整机综合热误差补偿提供了理论依据。     

三自由度并联机床动态有限元分析

对并联机床进行动态性能分析有着重要意义。应用工程分析软件,建立了一种三自由度并联机床整机的有限元模型,对整机进行了模态分析,提取了整机前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机床动载荷的响应情况,在模态分析的基础上对整机进行了谐响应分析,得到了动平台、球铰、滑鞍等关键部位的频率位移响应曲线。分析结果表明,机床的第2阶和第4阶固有频率对机床动态性能影响最大。球铰结合部为机床结构中薄弱环节,由此提出了机床结构优化设计建议,将球形铰链更换为虎克铰链,从而提高了机床的动态性能。