机床结构件振动特性的有限元法计算研究

本文提出了机床上各种结构件的振动特性的电子计算机计算方法。在力学和数学分析的基础上,采用有限元法对机床床身的两种模型和 C616型车床床身进行了振动特性的计算、由于所编程序具有一定的通用性,所以各类机床或其它机器的底座、床身、立柱及箱体等薄板组成的零件或薄壳类型的零件的振动特性包括固有频率(基频及前几阶低频)及其相应的振型都能计算,因而在设计阶段就能根据草图进行多方案的计算对比,作出定量分析和科学论证,从而获得优越的振动特性的设计方案。     

机床结构件静、动特性的有限元法计算研究(二)

本文主要在[1]的基础上,进一步研究用不同形态的单元(三角形单元和矩形单元)来作机床结构件的静态和动态特性计算,从计算结果分析单元形态与收敛速度的关系并进行理论分析。其次,探讨薄壳类型的机床结构件的计算模型,通过计算研究,提出若干看法。     

基于有限元法的机床导轨热特性研究

以往机床导轨热特性分析主要通过传统的计算方法得到导轨热变形的解析解,并没有考虑热源移动对导轨热变形的影响,因此计算结果并不十分精确.应用有限元法,建立导轨的有限元模型,考虑移动热源的影响,对模型进行数值模拟,得到导轨的温度场,并在此基础上得到导轨的热变形量.由于移动热源的影响,与稳态分析所得变形量相差2.52μm.导轨达到热平衡所需时间为1.25 h.由于热变形的影响,导轨在水平面的最大直线度误差为5.03μm,导轨表面的最大倾斜度误差为0.000 218 9°.研究结果为分析导轨热变形对加工精度的影响提供了参考,进而为机床的误差补偿提供了理论依据.     

机床结构件优化设计的研究

本文将数学规划法与力学近似手段相结合,对机床中的板壳结构件进行优化设计。考虑了固有频率约束和多工况下的静位移约束,以保证结构件的静、动态特性。为了减少优化过程中有限元结构分析的次数,采用近似分析方法求解一系列较容易解决的优化子问题,逐渐逼近原优化问题的解。所获得的数值计算结果是令人满意的。     

组合机床刚性主轴的有限元法计算

组合机床刚性主轴部件的刚度,是这类组合机床设计中的主要内容。目前常用的计算方法,有按经验数据选取和按线图查找,以决定相应的参数。这两种方法有一定的近似性和局限性,且并只要验算合格,就不再考虑结构尺寸是否选得恰到好处。本文不仅考虑了传动力对刚度的影响,还能够同时求出所需各点的挠度和转角,而且可以根据刚度要求,自动求解最合适直径的功能。整个计算已编成通用程序,使用时只需从电传机输入数据,从数据输入到打印结果,只用3～5分钟,因此具有适用范围广、精度高和速度快等特点。     

组合机床刚性主轴的有限元法计算

组合机床刚性主轴部件的刚度,是这类组合机床设计中的主要内容。目前常用的计算方法,有按经验数据选取和按线图查找,以决定相应的参数。这两种方法有一定的近似性和局限性,且并只要验算合格,就不再考虑结构尺寸是否选得恰到好处。本文不仅考虑了传动力对刚度的影响,还能够同时求出所需各点的挠度和转角,而且可以根据刚度要求,自动求解最合适直径的功能。整个计算已编成通用程序,使用时只需从电传机输入数据,从数据输入到打印结果,只用3～5分钟,因此具有适用范围广、精度高和速度快等特点。     

用有限元法计算船体振动模态的模型的研究

本文概述了目前有关船体结构振动模态分析的若干类模型;并以某玻璃钢艇为研究对象,提出了两种不同的有限元理想化模型;又用SAP 5结构分析程序系统计算了该艇的前若干谐调的模态和频率,且与实艇激振试验结果和迁移矩阵法计算结果作了比较。其结果是较为满意的。此外,还分析了自由悬浮边界条件、附连水质量和耦合振动等若干问题。     

机床基础振动的动力学特性

通过对机床与基础为弹性连接的机床基础振动进行数学建模,运用Runge-Kutta-Felhberg算法对其进行数值计算,研究分析基础系统在不同激励幅值和频率比条件下的动力学特性,发现系统响应与激励幅值成正比.当频率比小于1时,随着频率比的逐渐增大,系统响应极限环逐渐增大;当频率比等于1时,极限环最大;当频率比大于1时,随着频率比的逐渐增大,极限环逐渐缩小为焦点.由此证明,采用弹性连接的方式来固定机床与基础,具有良好的减振效果.     

有限元法在机床热特性分析中的应用

本文在阐述有限元法基本原理的基础上,详细介绍了有限元法在机床温度场的分析和计算中的具休解题步骤,并且列举了在未知节点温度求解和热源强度计算等方面的具体应用,以及相应的矩阵方程式.文中还指出了利用有限元法对机床结构进行综合特性分析的原理.     

用有限元法求解水下拖缆振动特性

在现代反潜、海洋水文和资源勘测中,拖曳式声呐系统得到了越来越广泛的应用．为了进一步提高拖曳式声呐的工作性能,必须研究水下拖缆的振动特性和控制方法．发展了两种分别适用于忽略和考虑弯曲刚度时拖缆的有限单元,并对单元矩阵进行了推导,编制了相应的有限元计算程序,对不同拖速下拖缆的振动固有频率和模态进行了计算．计算结果表明,本算法考虑了变张力、拖缆弯曲和拖体等对拖缆的影响,使固有频率和振动模态的计算精度得以提高     

焊接结构件振动时效处理

由于电焊本身的特点,一些焊接缺陷,如焊接变形,焊后残余应力等问题很难避免,为了改善焊接质量,焊接工作者对焊接方法、焊接材料、焊接后的矫正等方面进行了大量工作,经过大量实践证明,采用振动时效方法消除焊接应力,减小焊接变形,保证了产品质量,提高了生产效率,从而降低了制造成本。针对振动时效法的这些优点,本文详尽叙述了振动时效应用原理并结合超高强度钢的焊接结构件振动时效处理的实际应用情况,证明采用针对时效法处理焊接中的问题是可行的、有效的。     

基于有限元法的龙门式机床横梁静态特性分析

针对龙门式机床横梁结构的静刚度问题,通过建立龙门式机床横梁的三维实体模型和有限元模型,利用ANSYS软件对横梁进行了有限元分析,得出了横梁在最不利工况下的应力和变形分布情况。通过将横梁上移动部件进行拟静态化处理和载荷等效,获得了横梁上移动部件不同位置对横梁受力和变形的影响。     

用有限元法研究振动钻头寿命

在考虑到钻头的复杂几何形状的同时,采用三维实体元即８节点元构造了微小钻头的有限元模型,并根据此模型对振动钻削时钻头的寿命进行了研究揭示了振动钻削提高钻头寿命的机理。     

用有限元法研究振动钻头寿命

在考虑到钻头的复杂几何形状的同时,采用三维实体元即8节点元构造了微小钻头的有限元模型,并根据此模型对振动钻削时钻头的寿命进行了研究,揭示了振动钻削提高钻头寿命的机理．     

机床切削振动仿真计算的结构动力学模型

导出机床结构及自由度等效系统运动微分方程一般形式，分析了应用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法求解方程组仿真切削振动的局限，另一方面，对机床结构发展建立了运动积分方程，采用迭代法体现切割过程与机床结构的相互作用，指出利用该模型仿真切削振动的优越性，提出应用数值积分和简单迭代方法求解非线性积分方程组。     

基于有限元法的硬涂层-整体叶盘振动特性

基于有限元法研究了硬涂层-整体叶盘的振动特性和硬涂层的阻尼减振性能.首先,基于能量法、复合Mindlin板理论和复模量理论建立了硬涂层-整体叶盘结构的动力学方程;其次,求解了硬涂层-整体叶盘结构的模态特性和振动响应;最后,以叶片涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的整体叶盘为实例,从理论和实验两方面校验有限元模型和硬涂层对整体叶盘的影响.结果表明,NiCoCrAlY+YSZ硬涂层对整体叶盘固有频率的影响微弱,但是有较强的阻尼增强效应,能够显著抑制振动响应.     

有限元法在双曲拱桥计算中的研究

应用AN SY S软件建立双曲拱桥的空间有限元模型,利用线性分析和材料非线性方法进行计算分析,得出了双曲拱桥受力后应力及挠度的变化规律.     

用有限元法计算透平叶片在离心力场中的振动固有频率

本文用三角形平板单元计算透平叶片的固有频率及固有振型,特别是计算了旋转叶片的动频率,在电子计算机上进行计算时,为减少计算工作量及节约所占内存,采用了以下的措施:建立节点的平均坐标,对刚度和质量矩阵进行降阶处理,用矩阵半三角存贮及一维压缩存贮等。这样在TQ-16类型的电子计算机(内存量8×4096)上可实现120个节点的有限元计算。     

旋转电机磁场计算的有限元法研究

在二维电磁场的数学模型基础上,建立二维电磁场有限元的离散方程,利用"场"的方法代替了以前"路"的方法及"场路结合"的方法.算例表明,其算法可有效提高计算精度.尤其对电机的关键部分——齿层区域的磁场精确求解比较有意义,可以根据磁密的饱和程度来精确选材.     

机床结构件上开孔大小对其静、动态特性的影响

本文研究机床结构件上窗孔的大小对构件静、动态特性的影响,获得一些定量结论,可供机床设计人员在考虑机床结构件静、动特性时作为参考。