基于有限元分析的拉刀磨床床身结构优化设计

床身是机床的重要基础件,它的动态特性和静态特性直接影响到机床的精度和稳定性.在设计阶段通过建立QMK008拉刀磨床床身的实体模型和有限元模型,基于有限元方法进行仿真计算,得到了原始设计方案床身的变形和模态.根据床身的结构特点和刚度要求对原始方案进行改进,通过有限元分析和对比,发现增加壁厚和筋板厚度床身刚度没有明显提高,采用米字型筋板可以提高床身的静刚度和狭长形床身的固有频率,增加地脚螺栓个数对于提高床身动静刚度也有明显作用.     

基于有限元法的镗孔专用机床床身分析

机床床身是机床的核心部件,对提高机床本身机加工精度有着非常重大的意义与影响力。以泵车水箱加工的镗孔专用机床为研究对象,利用Solidworks软件进行床身及相关零件的三维造型,再把实体模型导入ANSYS Workbench中进行静力学和动力学分析。通过不同筋板形式床身的比较,确定合适的筋板布局形式,进而对选定筋板形式的床身结构进行优化分析,最终确定床身的结构。     

基于有限元法的锻压机床床身结构优化设计

为了提高锻压机床床身的综合力学性能,首先设计了3种不同筋板布置方式的机床床身,在CAD/CAE集成模拟设计平台下对它们进行有限元分析,根据分析结果优选出最佳的床身设计方案.然后对优选出的床身采用CAD/CAE优化设计技术,以床身的筋板厚度和壁厚作为设计变量,以床身的质量作为主要优化目标、一阶固有频率和最大变形作为次要优化目标进行多目标优化设计,求解得到床身的最优结构尺寸,使床身质量下降6.12%,同时静刚度和抗振性也符合设计要求.最后通过静态和模态试验验证了优化设计方案的有效性.     

基于正交试验与APDL的液压机结构优化

基于框架式液压机结构的有限元分析模型,首先根据ANSYS Workbench分析确定床身轻量化优化对象为各类筋板,并且借助正交试验法初步确定了立柱筋板的布局,进而采用APDL参数化模型优化了6种主要筋板的厚度及立柱筋板间距,最后通过仿真验证了模型改进后的设计性能,发现最大位移和最大应力有所降低,床身质量减少了1701....     

立式加工中心床身结构有限元分析与优化

应用Pro/engineer软件建立三维模型,通过对加工中心GSVM6540B主要支承部件床身的不同筋板布置方式进行Ansys有限元分析,比较不同筋板布置方案对床身静、动态特性的影响,提出结构优化方案。     

基于有限元的高速数控车床床身结构分析与优化

床身是车床的重要基础件,它的静、动态特性直接影响车床的加工精度与作业稳定性。以ADI高速数控车床床身为研究对象,建立床身的三维实体模型与有限元模型,借助ANSYS有限元分析软件对其进行静力分析和模态分析。以降低数控车床床身变形量和提高低阶固有频率为目标,根据分析结果对车床床身原设计进行改进,通过有限元分析对比,提出在床身内部与上导轨区域增加筋板和床身底部薄弱部分填厚的结构优化方法。经仿真分析优化后的床身动、静刚度明显增强,低阶固有频率明显提高。     

基于有限元分析的模具加工中心床身结构优化设计

机械结构的静、动刚度与布局有关,通过改变拓扑结构,可同时改善结构的静、动态性能.文章根据单自由度系统动、静刚度的关系,使用有限元分析(FEA)方法对模具加工中心床身部件进行结构静态和模态分析,提出了各种优化方案.经过优选,得到最佳布局,该结构已被生产厂家采用,投入制造,不仅使床身的静、动态性能大幅度提高,节省了材料,而且为加工中心床身结构设计提供了参考.     

基于响应面法的机床床身动静态多目标优化

为了提高数控机床的加工精度,床身必须具有较高的抗振动性,同时质量应尽可能的轻。文章基于SolidWorks建立TK6920型数控落地镗铣床床身三维模型,将模型导入ANSYS,对床身进行动态有限元研究,得到了床身前四阶模态固有频率和振型。在分析了模态结果后,提出以床身的质量和前四阶加权固有频率作目标函数、床身筋板厚度作设计变量建立数学模型,以确定床身结构多目标优化的最优解。从而使床身质量下降6.14%,前四阶固有频率分别提高8.54%、7.01%、6.99%、8.92%。为TK6920型数控落地镗铣床床身设计与制造提供一种理论指导。     

基于ABAQUS固有振动频率模态分析的车床床身结构优化设计

利用UG对车床床身进行三维建模,在ABAQUS环境下对床身添加约束,进行模态分析,获得床身固有振动频率。通过计算获得精密车床工作时的齿轮啮合振动频率和主轴回转振动频率。结果表明,齿轮啮合振动频率是引起床身共振的主要因素。根据改变床身结构而改变固有振动频率的原理,对床身提出增加床身型腔数量、增加筋板厚度、改变排泄孔几何形状等3种结构优化方案,对优化后的床身再进行模态分析。将床身排泄孔设计为六边形结构,可使床身固有振动频率与机床齿轮啮合振动频率相差最大,并有效地避免了共振。     

基于元结构的机床床身结构性能分析与优化设计

以CA6150车床床身的结构分析为例,首先对床身受力情况进行分析并运用ANSYS软件进行结构静刚度和模态分析,在此基础上运用元结构对床身的筋板结构进行优化.在床身基本尺寸不变的前提下,以床身结构固有频率为优化目标,提出该床身结构若干改进方案,并通过对各种方案分析比较确定结构最优方案.     

CKS6125数控机床床身的有限元分析与研究

建立CKS6125机床床身的三维实体模型,基于ANSYS有限元分析,对CKS6125机床床身进行了模态分析,得出了CKS6125机床床身前六阶固有频率和振型.掌握CKS6125机床床身各阶振动模态的特点,有利于CKS6125机床床身整体结构的设计,对提高数控机床的设计质量具有重要意义.     

数控外圆磨床床身的有限元分析与优化

利用solidworks软件建立了数控外圆磨床床身的三维模型,并在simulation软件模块中对其进行了静力学和模态的有限元分析,根据分析结果对床身的壁厚、掏沙孔型等不合理结构进行修改。结果表明,磨床床身经有限元分析和优化后,床身的最大应力可以降低22．27％,床身的质量可以减少9．14％,solidworks分析软件为设计出性能优良、成本低廉的床身提供了理论支持。     

基于ABAQUS的高速立式加工中心床身的优化设计

利用有限元分析软件ABAQUS对BVG系列高速立式加工中心的床身进行模态和静力分析;根据仿真分析结果,针对床身设计中的薄弱环节进行改进,对改进后的床身进行模态和静力分析.结果表明,优化后床身的结构性能较原设计得到明显提高.     

复合材料磨床床身的模态分析与实验研究

运用ANSYS对该床身进行有限元模态分析,得到其前三阶固有频率和振型;运用DHMA模态分析系统对床身进行模态测试,得出其相应的模态参数。将模态分析结果与实验结果对比发现,每个阶次对应的固有频率相差不大且振型结果相近。说明所得到的床身动态特性结果是正确的,且床身的动态特性满足设计要求。     

焊接式卧式旋压成形机床结构设计及分析

为实现普通旋压中的拉深旋压、缩径旋压及切边等功能,设计了一款多功能卧式旋压机床。重点介绍了机床的整体结构布局、旋压机床工作参数的确定、主轴电机型号的选择、主轴箱结构设计和焊接床身结构。主轴箱内分别用推力球轴承和双列圆柱滚子承受轴向力和径向力;通过采用焊接方式加工可以很灵活的布置加强筋,优化床身的性能。设计计算表明,该旋压机床的主轴箱具有很高的可靠性,主轴和床身均具有较高的强度和刚度。     

基于SolidWorks的高精度气体静压电主轴的结构设计研究

以高精度气体静压电主轴为研究对象,介绍了"T"字型、"工"字型及"中"字型等3种结构类型的应用特点;采用Solid Works软件对3种结构类型进行模态计算分析,并与Ansys软件的计算结果进行了对比;在模态分析中,研究了结构类型、轴向刚度大小等对转子特性的影响。结果表明:Solid Works的模态计算精度可以满足电主轴结构设计的理论分析需求;提高轴向刚度有助于提高各阶模态值,尤其是二、三阶模态值;在相同条件下,"中"字型电主轴结构具有较高的各阶模态值。     

基于有限元分析的机床结构优化设计

介绍了对某型号加工中心机床结构的有限元分析。详细分析了整机的前几阶模态。研究后发现由于立柱和支撑板设计的不合理,就会导致机床固有频率较低,振动增大,机床精度下降。针对加工中心机床部件的结构特点,对于立柱,筋板进行结构优选和设计参数优化,并对支撑板采用了拓扑优化和参数优化结合的方法。研究结果表明,通过有限元分析,加工中心机床结构参数得到了较好的优化,从而使整机性能得到了提高。     

五轴立加床身静动态特性分析与筋板拓扑优化

为减轻某五轴立加床身的质量并保证其静动态性能不降低,对其筋板进行改进。首先,对床身的静动态特性进行分析,发现床身的薄弱部位;其次,在此基础上,分别以刚度提高和固有频率提高为优化目标对床身进行拓扑优化;最后,考虑床身结构改变后铸造的难易程度,根据静动态分析结果以及两次拓扑优化材料去除区域重合部分对床身筋板进行改进。结果表明:改进筋板后,床身的铸造难度没有增加,最大变形量减小了14.9%,质量减轻了4.4%,前4阶固有频率也有不同程度的提高,为床身筋板结构的改进提供了一种思路。     

T2120深孔钻镗床床身的结构分析与优化设计

以T2120深孔钻镗床床身结构优化为例,利用ANSYS的APDL语言建立了T2120深孔钻镗床床身参数化的三维实体有限元模型;利用ANSYS中Block Lanczos方法对床身结构进行模态分析,得到了前5阶固有频率及前3阶低频振型;利用ANSYS中Design Opt模块,在基频约束情况下对床身结构的参数做了进一步的优化,获得了较为理想的机床床身结构尺寸。结果表明:在保证床身各种性能的前提下,床身优化后的质量比优化前减少了7.23%,同时表明APDL的使用,对加快分析进度、提高设计效率具有重要的指导意义。     

基于模态应变能灵敏度的数控机床床身结构分析与优化

基于床身有限元模型进行模态分析,选取1阶模态下模态应变能集中的位置,引入灵敏度分析方法对床身的设计尺寸进行优化。优化结果表明:优化后1阶模态应变能分布均匀,降低了床身质量,同时可以减少结构优化的盲目性,提高优化效率。文中的优化设计过程与方法可推广到机床其他部件的结构动态性能优化中,从而为机床整体结构动态特性的改进、优化设计提供了重要的方法和理论依据。