基于有限元分析的机床床身结构优化设计

以某型数控机床床身为研究对象,在对其结构进行静动态分析的基础上,提出了结构的初步改进方案,应用动态特性灵敏度分析原理对壁板、筋板的厚度等设计参数进行动态灵敏度分析,得出了各个设计参数对床身结构动态特性的影响程度,在此基础上以床身结构的静力变形、一阶固有频率和质量为优化目标,提出了该床身的最终结构设计方案。     

钢轨焊缝磨床床身动态特性分析及优化

使用三维造型软件建立钢轨焊缝磨床的床身.使用有限元分析软件ABAQUS对床身做了模态分析,获得了床身的固有频率和振型.讨论了不同的筋板结构布局以及不同部位的筋板厚度对床身动态特性的影响.最终通过增加床身的高度,提高了床身的固有频率.     

基于BP神经网络模型的磨床部件动态灵敏度分析

利用ANSYS的APDL语言建立磨床部件的参数化模型，计算出磨床部件的动态特性，快速采用得到BP神经网络模型的学习样本，建立基于BP神经网络的动态分析模型，将磨床部件结构参数与其动态特性之间的关系反映为神经网络模型的网络输入与网络输出之间的数学关系，从而方便地，快速地对磨床部件进行了动态灵敏度分析，结果表明，在BP神经网络模型上进行磨床结构优化要比在有限元模型上方便，快速，该方法特别适用于对大型复杂结构的优化设计计算。     

曲轴磨床砂轮主轴部件的静、动态性能分析

本文用传递矩阵法及有限元法,并借助电子计算机对MBK8240曲轴磨床砂轮主轴部件的静、动态性能进行了计算;采用数学规划方法对主轴的支承距进行了优化计算,而且作了相应的试验分析.本文的结论对一般外圆磨床砂轮主轴部件的设计也是适用的.     

基于多目标的九轴五联动磨床整机分析与结构优化

现有的九轴五联动数控缓进给磨床运动环节多,在工作过程中可能出现刚度不 足、床身等铸件变形及加工精度失准等问题 . 以磨床的最大变形量以及模态分析下的一阶固 有频率作为主要优化目标,整身质量作为次要目标,利用 ANSYS Workbench 对磨床进行分析 与优化,结合灵敏度分析对原有结构进行改进,得到各关键零部件新的设计方案,在磨床整机 质量上升一定的程度上,磨床的最大静变形及一阶固有频率得到很大改进 . 再使用遗传算法 （Genetic Algorithm）优化后的极限学习机网络模型（Extreme Learning Machine）联合遗传算法对 该九轴五联动磨床改进结构的一些主要参数进行优化：首先,利用灰色关联分析将磨床的整 机质量、最大静变形及一阶固有频率转成综合目标灰色关联度,其次,通过遗传算法优化后的 极限学习机网络模型（Genetic Algorithm-Extreme Learning Machine）拟合改进磨床主要参数与 综合目标灰色关联度之间的非线性耦合关系,最后,使用 GA 强大的寻优能力在训练好的 GA-ELM 网络模型中寻找最优工艺参数,优化后九轴五联动磨床的整机质量、最大静变形减 小及一阶固有频率相对于改进方案得到优化. 为后续相关工艺人员对该磨床的结构和参数优 化提供一定理论支撑与参考价值.     

光学非球面超精密磨床床身动态分析与优化

采用CAD/CAE集成技术,在CATIA和ANSYS Workbench软件平台上建立了超精密磨床床身的CAD三维模型和有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化,并得到了床身的最优结构,分析结果表明综合改进后的床身结构相比原床身结构的动态性能有了明显的改善,达到了设计要求。     

某型数控车床床身的模态分析与结构优化

利用ANSYS有限元分析软件,以某型机床床身为研究对象,建立床身的简化有限元模型,以固有频率作为衡量床身动态性能优劣的指标,通过模型在不同参数下的前六阶固有频率及振型进行对比分析,重点研究了不同床身高度时床身固有频率的变化趋势,以及主轴箱支撑台筋板不同布置方式对床身动态特性的影响,并对此提出有效的解决方案.结果表明,优化后的机床床身具有良好的动态性能,进而能够提高机床加工精度的保持性和可靠性.     

基于相对灵敏度的重型自卸车结构轻量化设计

为了实现重型自卸车的轻量化设计,通过对自卸车整体进行有限元建模,对其进行四种运输和两种卸料工况载荷作用下的刚度与强度分析及整车模态性能分析,评价其静态和动态工况下整车的性能要求。对整车部件进行位移、强度、模态和质量的灵敏度计算,并定义相对灵敏度。运用相对灵敏度分析的结果确定优化设计变量,在保证整车静动态性能不降低的前提下,对整车结构进行了尺寸优化和形状优化相结合的优化方法。结果表明,优化后整车静动态特性明显改善,且总质量减轻了10.2%。验证了该轻量化设计方法的可行性。     

一种数控磨床床身的建模与分析

本文通过建立某数控磨床床身的三维实体模型和有限元分析模型,对筋板不同布局型式下的床身进行受力分析,最终以最大变形最小为影响要素确定了合理的数控磨床床身设计方案,这对数控磨床床身的加工制造提供了非常重要的现实意义.     

高速磨床主轴模态测试与分析研究

在MSC.PatranNastran软件平台上建立了CNC8312A高速凸轮轴磨床主轴在支承约束状态下的有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化并得到了主轴的最优结构模型,应用LMS振动及动态信号采集分析系统对优化前后的主轴进行了模态测试与分析.实验表明,测试得到的主轴动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的主轴动态特性是一致的,优化后的主轴1阶固有频率明显提高,利用有限元软件进行高速磨床主轴结构优化是可行的.     

基于有限元分析的内齿铣齿机床身动静态设计

利用有限元软件对内齿铣齿机床身部件进行动、静态分析,根据得出的自由与约束状态下模态及振型和边界条件下的最大静变形,找出原设计中的不足,并在结构及尺寸上加以改进.结果表明,改进后床身的动、静态性能得到显著的提高,为机床设计和改造提供了依据.     

电解铝专用摩擦焊机床身性能分析及优化

以预焙阳极专用摩擦焊机样机床身为研究对象,应用ABAQUS有限元软件对机床进行静动态分析,分别得到床身的最大应力、应变及1~6阶固有频率和动态载荷下的应力与应变.以摩擦焊机床身设计空间的体积比为约束条件,以床身前三阶特征值为优化目标,建立基于SIMP法材料插值方法的单目标拓扑优化数学模型,利用OptiStruct软件进行优化.优化结果表明床身前六阶频率得到提高,同时床身质量下降,实现了单目标拓扑优化.     

基于等效静态载荷理论的机床运动部件轻量化设计

为保证机床的加工精度和切削效率,机床的运动部件需要较高的刚度和较轻的质量.以某型号磨床的主轴箱为研究对象,建立包含主轴箱、电主轴磨头和滚珠丝杠等部件的有限元柔性多体动力学模型,运用等效静态载荷理论将柔性多体动力学分析与静态结构优化理论相结合,采用拓扑优化技术对主轴箱进行轻量化设计.与传统静态载荷下的主轴箱结构拓扑优化设计相比,该方法更适用于机床运动部件的结构轻量化设计,优化后的主轴箱结构在保证静动态性能的前提下质量减轻8.5%.     

基于有限元的数控机床床身筋板的动态性能分析与优化设计

应用Pro/E软件建立机床床身的三维模型,再利用有限元分析软件ANSYS对床身部件进行动力学分析,得出了床身前五阶固有频率,为了提高其动力学特性,并进行优化设计,改变床身筋板的形式、数量和厚度,从中选出优化的设计方案.     

用分布质量梁模型计算主轴部件的静动态特性

本文建立了主轴部件的分布质量模型,考虑了剪切变形和截面转动惯量的影响,,并编制了BASIC语言计算程序,该程序简短,占用的内存不多,可在微型台式计算机上进行主轴部件的计算.以MBS1332高速外圆磨床的主轴部件为例,用频率响应逐次计算法计算了它的共振频率、动柔度和静刚度,分析了各种因素对主轴部件静动态特性的影响。     

基于灵敏度分析的大规格床身结构模糊优化设计方法

提出了采用模糊数学理论和有限元法相结合建立具有静、动态模糊约束的大规格数控车床床身结构优化数学模型新方法.该方法将模糊逻辑推理理论运用于床身结构灵敏度分析中,构建了灵敏度模糊集.实现了最佳模糊设计变量的选取,并应用一种改进的最优向量水平截集法评估模糊约束的重要性,避免了最优解的丢失.优化结果表明,采用所提模糊有限元优化...     

外圆磨床砂轮架系统静动态特性的分析

本文把主轴作为分布质量的弹性梁,建立了外圆磨床砂轮架系统的动力学模型。用子结构法分析了砂轮架系统的静动态特性,编制了计算机程序,并以MBS1332外圆磨床砂轮架系统为例进行了计算和实验。通过对砂轮架的计算可以为改进现有机床的静动态特性和设计新机床提供参考数据。     

C6240F车床主轴部件动态特性计算分析

以Ｃ６２４０Ｆ车床为典型例子，根据传递矩阵法原理编制程序，计算其主轴部件的静、动态特性参数。根据计算结果分析其动态特性，捐出该部件的薄弱环节，并通过调整主轴部件的结构参数进行计算和综合分析，对主轴部件结构设计提出改进意见。     

面向机床整机性能的床身静态特性分析

机床床身作为数控机床的基础支撑件之一,其静态性能对机床性能有重要影响。为得到单个部件的静态性能对整机的影响,以CLFH-200齿轮复合机床床身为研究对象,提出了一种针对机床单个部件性能与整机性能相联系的分析方法,采用Solidworks软件建立整机模型,运用ANSYS Workbench软件建立刚柔耦合有限元模型,利用双因素优选法确定机床床身最佳分析位置,选取刀具位移为静力学分析观测值。结果表明:由床身形变引起的刀具位移为0.004 85 mm,床身最大应力在材料许用应力范围。本文研究为机床单个部件的设计和优化提供了参考。     

卧式精密数控加工中心结构动态特性分析与螺栓预紧力分析

随着高速数控机床向高精度、高表面加工质量和高生产率方向发展,仅有良好的静刚度已不能满足机床设计的需要,其动态特性已成为评估机床性能的重要指标。由于结构动态特性关系到机床的加工效率、加工精度、生产用材及制造成本等诸多方面,故对结构动态特性的分析已成为机床设计过程中不可或缺的环节。本文重点研究利用AN-SYS11.0有限元分析软件对某型号卧式加工中心进行数字化建模,并计算该机床整机的模态信息。同时,以立柱与床身间的联接螺栓为研究