基于ANSYS Workbench的主轴箱有限元分析及优化设计

以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,针对其结构特点,利用ANSYS Workbench平台建立了有限元模型。分析主轴箱的实际工作情况,得到其刚度最差的工况位置,对此位置进行了铣削工况下的静力分析。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静动态特性分析结果对主轴箱进行了多目标多尺寸的优化设计。对优化后的主轴箱进行了静动态特性有限元分析,结果表明优化后的主轴箱静动态特性有显著提高。     

DVG850高速立式加工中心主轴箱灵敏度分析

基于Pro/Mechanical,以模态频率为性能指标,对DVG850高速立式加工中心主轴箱进行灵敏度分析,得出各设计变量对主轴箱第一阶固有频率的影响情况,根据主轴箱具体情况对灵敏度分析结果进行评价,为高速立式加工中心主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。     

立式加工中心Z向进给系统动态特性分析

立式加工中心Z向进给系统动态特性对加工中心的加工精度、抗共振的可靠度影响较大。利用有限元方法对立式加工中心Z向进给系统进行了动态特性分析,探讨了融入结合面特性的进给系统动力学有限元模型的建立。通过模态分析和谐响应分析,得出了进给系统的固有频率和振动特性,通过试验验证了有限元分析结果的正确性。分析结果为铣削参数的合理选择和加工中心动态性能的提高提供了可靠的依据。     

基于ABAQUS的三轴立式镗铣加工中心动态特性分析

以辛辛那提750为例,研究三轴立式镗铣加工中心的动态特性,根据有限元模型分析方法建立模型后进行模态特性分析机床各阶振动模态的特点,找到了机床结构上薄弱环节;在此薄弱环节上选取一点进行谐响应分析,计算出机床上最大激振力误差以及相应的特征频率。结果表明:机床结构的主轴箱位移量较大,激振力频率与机床结构第十阶固有频率接近时容易发生共振。     

数控铣齿机主轴箱箱体振动模态及试验分析

文章以数控高速铣齿机为研究对象,针对主轴箱动态特性进行研究。采用Pro/E软件建立主轴箱箱体三维实体模型,运用有限元分析软件ABAQUS对主轴箱进行仿真分析,获得主轴箱自由模态的固有频率和相应振型。利用LMS模态实验系统中的Impact Testing模块测试得出模态试验结果与计算结果基本一致,说明了主轴箱振动模态分析方法的可行性,为其动态响应分析提供可靠的依据。     

高速卧式镗铣加工中心立柱动态特性有限元分析

以高速卧式镗铣加工中心立柱为研究对象,采用有限元与实验相结合的分析方法对其动态特性进行了研究.建立了立柱的有限元模型,并进行了模态分析,得出了1至4阶固有频率和相应振型.搭建了立柱动态特性实验平台,选择了四组激振点和拾振点,采用单点激振和单点拾振的方式进行了数据采集.通过分析实验数据,获得了立柱前4阶固有频率和关键位置的动刚度.有限元和实验分析的固有频率相对误差小于9％,表明该平台可有效的激起立柱的固有频率,理论与实验分析结果可为立柱的结构优化设计提供理论依据.     

HDBS-63高速卧式加工中心主轴箱多目标优化设计

以高速卧式加工中心主轴箱为研究对象,利用三维造型软件Pro/E建立了主轴箱的参数化模型.利用有限元软件ANSYS对主轴箱进行了静力分析和模态分析,得到了其变形、固有频率和振型图.根据实验分析的原理和有限元分析结果,选取了9个设计参数和5个目标参数,在保证主轴箱刚度的前提下,对主轴箱进行了多参数多目标的优化设计.优化后的主轴箱重量降低、刚度提高.本文的优化方法为加工中心其他部件的优化设计提供了可借鉴的方法.     

立式加工中心主轴箱结构分析与优化

以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析与模态分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可知,其材料并未得到充分利用,且低阶固有频率还有待提高,需要对其结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构展开优化分析,结合主轴箱静动态分析结果提出其结构中存在冗余质量的部位,针对实际情况,对主轴箱结构进行合理的改进。改进前后的分析结果对比表明:改进后主轴箱质量减少4.39%,其动静态特性有所提高。     

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。     

立式加工中心主轴箱静动态特性分析及拓扑优化

主轴箱是立式加工中心的重要部件,其静动态特性对加工中心的加工精度以及平稳性有重要影响。以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象,应用SolidWorks建立主轴箱的三维模型,利用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静动态特性分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可对主轴箱结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构进行拓扑优化,根据拓扑优化结果以及实际工作情况,对主轴箱结构进行合理的改进。对比改进前后的分析结果可知:改进后主轴箱质量减少2.3%、最大等效应力减小3.34%,静刚度得到提高,达到优化目的。该研究结果为其他类型机床主轴箱优化设计提供参考