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。     

凸轮轴高速数控磨床主轴静动态特性

以凸轮轴高速数控磨床主轴系统为研究对象,对主轴系统进行了三维有限元建模.建模过程中,将轴承支承简化为弹性支承,利用有限元分析软件Ansys Workbench对主轴系统进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析.得出主轴系统应力应变云图,主轴系统的前6阶固有频率和振型以及频响曲线图,并计算出主轴系统的静刚度和相应的临界转速.分析结果说明,主轴系统在工作过程中不会发生共振,且主轴的共振频率范围发生在2 800 Hz附近.对主轴系统的静刚度进行试验测试验证有限元分析的可靠性,两者之间的误差为12.9%.     

基于区间数的高速磨床主轴系统的不确定性优化研究

为了更精确地反映主轴系统在工作状态下的情况,针对高速磨床主轴系统建立柔性体动力学模型,对其在不确定性磨削力作用下的工况进行数值模拟和优化研究.首先采用优化拉丁超立方试验设计方法在设计变量和不确定参数构成的混合空间内采样,再建立包含不确定量的主轴系统径向基函数近似模型,代替耗时的数值仿真模型.利用基于区间数的不确定性优化方法对高速磨床主轴系统进行优化设计研究.结果表明,利用基于区间数的不确定性优化方法,对主轴系统的关键参数进行优化后,表征磨削质量的刚体砂轮质心的径向跳动值比原来有了较大的减少,得到了在不确定磨削力影响下优化结果的响应区间.     

基于灵敏度分析的数控丝杆磨床床身优化设计

床身是磨床主要的工作部件,对零件的加工精度有决定性的影响,通过建立机床床身的有限元模型,利用灵敏度分析方法,对床身进行静动态特性分析,再对优化后的床身进行模态和静力分析。结果表明,优化后在质量不变的情况下,床身的静变形和固有频率得到明显提高,该方法可以推广到磨床其他部件的优化,为整机动态特性的优化提供了良好的方法。     

基于ANSYS软件的机床主轴箱设计分析

主轴箱是机床的关键部件之一.主轴箱的动态特性,直接影响整机加工效果.充分利用有限元分析软件ANSYS,在主轴箱动态设计优化方面已经发挥了重要作用.本文主-要从ANSYS软件和有限元的设计简介入手,对ANSYS优化设计和有限元建模设计提出了具体的设计方法.该方法的采用,为复杂机械结构优化设计,提供了一种新解决办法.     

高速外圆磨床电主轴系统的有限元建模和动态性能分析

采用Femap & Nastran有限元分析(FEA)软件,对某高速外圆磨床电主轴系统进行有限元建模,对其中的轴承支撑关系、螺栓结合面和过盈配合面参数的设置给出了理论依据和实际操作方法,在求解出有限元模型的固有频率后将其与模态测试试验结果进行对比.对比结果证明了有限元建模的可靠性,有限元模型的求解结果可以为高速外圆磨床的模态求解提供可靠的依据.     

HMC50型卧式加工中心主轴系统固有频率分析

主轴系统是数控机床的重要组成部分,其动态特性是影响机床加工精度的主要原因之一.本文运用有限元分析软件ANSYS对主轴系统进行分析,建立了HMC50型卧式加工中心主轴系统的三维有限元模型并进行模态分析,得到了主轴系统的前七阶固有频率和模态振型,计算了临界转速.验证了主轴系统结构设计的合理性,为今后机床的性能改进提供了理论依据.     

基于Matlab的无心磨床主轴优化设计

随着制造业的发展,磨床的性能成本需要进一步降低,通过最优化设计数值计算和应用计算机技术的最优化设计方法,求解无心磨床主轴的最优设计方案.在充分分析无心磨削原理的基础上,满足磨床磨削条件,建立主轴优化模型.由于含有非线性约束,因此应用Matlab软件,并选用拟牛顿SQP算法,得出最优解.优化结果使磨床主轴参数得到优化,磨床主轴自重降低,性能提升,从而降低了生产成本,达到最佳的生产经济性指标.     

高速主轴不平衡振动行为分析与抑制策略

针对高速主轴不平衡激励下空间振动问题,构建了多自由度高速主轴有限元分析模型。基于Matlab解析获得主轴模态特性信息,进而通过与Ansys分析结果对比,可知两者所求解得到的主轴弯曲振型整体形貌变化规律相同,幅频响应曲线峰值契合度较高。为进一步验证模型的有效性,通过高速主轴系统模态测试获取了主轴实验频率响应函数,实验结果表明,其与基于动力学模型分析得到的前三阶谐振频率误差分别为0.16%、4.38%、5.95%,两者匹配程度较高,该模型能准确描述主轴的动态特性。基于该模型,分析了不平衡激励作用下主轴不同位置节点的空间位移特征,研究了主轴转子在不同大小不平衡激励下的空间响应特性,并总结得出了振型及激励对空间位移的影响规律。最后,提出了基于动力学模型的不平衡振动抑制策略,并在9 000 r/min时进行了高速主轴动平衡实验,结果表明:该策略无需添加试重,仅在低于临界转速下采集振动数据就可识别不平衡量,添加配重后不平衡振动得到有效抑制。     

隔热涂层对磨床主轴动静压轴承热变形的影响研究

为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结构特性.结果表明:动静压轴承的温度和热变形以及它们的均布程度,都随着隔热涂层厚度的增大逐渐降低,随着隔热涂层热导率的减小而减小,随着轴承供油压力的增加而减小,随着轴承主轴转速的减小而减小;隔热涂层还具有均化轴承温度场和热变形分布的作用.高性能隔热涂层将明显降低轴承主轴热变形并且使其热变形均布,最终明显提高高速精密磨床砂轮主轴系统的加工精度.     

矿井提升系统动态仿真及与井塔结构的耦合振动分析

基于动力学仿真软件ADAMS和有限元软件ANSYS,建立了井塔结构与提升系统的动力耦合模型。对煤矿提升系统的一个运行周期(加速、匀速、减速)进行了动态仿真,分析了提升设备的运行对井塔结构动力响应的影响。在加速阶段,井塔结构的振动响应有增大的趋势,匀速阶段响应逐渐趋于稳定,减速阶段振动响应逐渐衰减。总体上振动幅值不大,且较为均匀。软件仿真和现场测试的结果进行对比发现,其速度时程图变化是一致的。在得到一些测试数据验证的基础上,提供的耦合振动分析方法对于评价提升系统和井塔结构的振动水平有一定的参考价值。     

细纱机主轴系统动态分析

用有限元法计算主轴系统的临界转速 ,并对主轴系统进行了试验模态分析 .将所得结果与有限元方法和 SAP-V计算的结果相比较 ,其一致性验证了本文中采用的理论方法所建立的主轴系统数学模型的正确性     

高速铁路桥梁群桩基础动力阻抗影响因素分析

基础动力阻抗的获取是研究高速铁路桥梁土-结构动力相互作用的关键。本文利用有限元软件ANSYS,对若干影响高速铁路桥梁群桩基础动力阻抗的因素进行了分析。首先,利用ANSYS建立了面向工程计算的桩基础动力阻抗求解模型,并通过将计算结果与薄层法方法进行对比证实了其适用性。其次,基于京津城际线路所在的地质条件和群桩基础的实际情况,分别研究了桩基布置型式、承台埋深、桩身几何特性(长细比)、场地土层分布等因素对高速铁路桥梁群桩基础动力刚度的影响规律,并与各因素对静力刚度的影响规律进行了对比。最后,依据以上研究结果,从动力刚度的角度出发,对既有高速铁路桥梁群桩基础的设计思路进行了若干补充。     

GK650高速切削数控加工中心的振型分析

建立了GK650高速切削数控加工中心的有限元模型,并进行了低阶振型分析;构建机床试验模态分析系统,进行了实测验证.结果表明:实测结果与有限元分析吻合,验证了有限元模型的正确性,并得出立柱是制约GK650高速切削数控加工中心性能的主要部件的结论.     

矿井提升机的动态响应及结构优化分析

根据有限元方法运用有限元分析软件Nastran建立单绳单筒缠绕式矿井提升机模型,并以轴承底座、主轴和左、右两个支轮作为优化对象进行动态响应分析．在保证零件的强度和刚度要求下,每个零件的质量均有所降低,为该零件的轻量化设计提供了参考依据．     

冲击刀具破碎机模态分析及其减振优化

冲击刀具破碎机在工作时会产生较大激振。为研究破碎机振动和固有频率之间的关系,避免共振现象的产生,以某冲击刀具破碎机为研究对象,运用有限元软件建模分析其计算模态,通过力锤敲击激励实验测试其实验模态,并将计算模态与实验模态进行对比。结果表明冲击刀具破碎机的前8阶固有频率集中在133.28Hz到272.18Hz之间,且主要变形部件集中在入料口、轴承座、储料箱后壁、主轴、反击板 5 个部件。对主轴进行动态分析以及外壳结构进行优化之后,破碎机的工作频率很好的避开了共振频率范围,为冲击刀具破碎机的减振改进设计提供了数值依据,也为破碎产品的减振优化提供了一种行之有效的方法。     

采煤机截割部扭矩轴的动态可靠性分析

考虑结构和材料等随机参数对零件动态可靠性的影响,避免轴系产生共振,利用Workbench软件建立扭矩轴参数化有限元模型.用模态分析法求解前六阶固有频率和临界转速,并与传递矩阵法比较,证明了结构和转速设计的合理性.结合谐响应分析,说明共振失效应考虑一阶固有频率.通过响应面设计和拉丁超立方抽样法完成对扭矩轴结构、材料参数的抽样,运用BP神经网络拟合一阶固有频率的功能函数,并求解随机参数的可靠性灵敏度.采用一次二阶矩法(FOSM)计算轴在特定转速下的可靠度,并用Monte-Carlo模拟法(MCS)进行了验证,说明转速设计较为可靠.通过灵敏度分析,明确了对扭矩轴动态可靠性影响最大的因素,为轴的稳健优化设计奠定基础.     

基于MIDAS/Gen的槽式聚光器结构模态分析

针对槽式聚光器结构优化问题,根据张家港试验基地槽式聚光器实体装置,基于MIDAS/Gen建立槽式聚光器三维有限元模型,采用Lanczos模态计算方法,进行各角度工况下模态分析,得到槽式聚光器在不同工况下的结构模态特征.对槽式聚光器装置进行动力特性测试,测点布置在结构的多个位置,传感器主要布置在聚光镜的镜面中心位置.现场实测过程中选用优泰公司的软件和设备——动态信号采集系统、传感器以及采集仪等试验设备和装置,获取各测点的有效数据,通过优泰软件对原始数据进行处理,得到槽式聚光器装置的动力特性.将数值计算结果与原型实测结果进行对比验证,验证结果表明:本文建立的槽式聚光器三维有限元模型能够较好地模拟现有槽式聚光器结构,能够用于槽式聚光器的静态分析及结构优化分析研究,可以为进一步提高槽式聚光镜组的聚光效果和降低成本提供参考.     

机器人用RV减速器曲柄轴弯曲应力分析

对RV减速器曲柄轴进行受力分析,提出曲柄轴弯曲应力分析的理论计算模型。基于有限元法,利用ANSYS APDL建立RV减速器装配体有限元分析模型,模型中考虑了关键零部件之间的接触,行星轮、曲柄轴承以及摆线轮的变形和曲柄轴承间隙,使曲柄轴弯曲应力分析更符合工程实际。对比分析理论计算结果和有限元分析结果,总结出每个曲柄轴最大弯曲应力发生的位置及曲柄轴弯曲应力的影响因素,为曲柄轴结构参数优化提供理论依据。     

高速磁悬浮车辆复合板抗冰雹冲击动力响应研究

为解决高速磁悬浮的抗冲击问题,建立了磁悬浮列车车身夹芯复合板的有限元模型和冰雹的SPH粒子模型,利用大型动力有限元分析软件LS-DYNA,模拟了列车高速行进过程中车身复合板遭受冰雹冲击的动力响应及损伤破坏问题.通过分析研究,给出了不同冲击速度下的复合结构的应力、应变计算结果,同时给出了冲击破坏模式.结果表明采用SPH方法模拟冰雹冲击行为具有合理性和准确性.