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.     

数控机床床身筋板布局方式的动态性能分析及优化设计

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,分析床身筋板的布局对床身动态性能的影响,选择八种常用的筋板布局,分别进行动态特性的分析,以固有频率和振动模态相对位移量的大小为设计的参考依据,找出床身的优选方案WW型筋板的布局方式,为最终床身结构的优化设计提供了可靠的依据.     

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.     

精密机床床身轻量化结构与性能协调设计研究

针对机床床身结构与性能之间的制约关系尚不明确问题,提出明确的关系曲线以及合理的参数取值域;方法基于统计分析和灵敏度分析,对5种常见床身内部筋型进行研究,分析外壁厚度、筋板厚度、质量对结构动静态性能的影响,获得轻量化结构参数与结构动静态性能趋势曲线并指明关键尺寸变化对结构 性能的影响规律,给出机床床身最优构型和结构轻量化设计建议;通过比较5种不同的机床床身筋型,得出 米字筋构型的机床床身结构性能最优,其最大一阶固有频率为334 Hz,相比最差的V型筋床身结构一阶固有频率217Hz,高出54%。并对其中一种筋型床身结构的前三阶固有频率进行仿真和实验对比验证,两者误差在5%范围内,证明了研究方法的有效性。     

基于ANSYS Workbench12的床身模态分析

利用三维软件UG对床身进行建模,在ANSYS Workbench12中对机床进行模态分析,得到床身的固有频率及振型,分析床身结构形式,为床身的进一步优化设计提供依据。     

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。     

基于Pro/MECHANICA的机床支承件的振动模态分析

通过三维软件Pro/E建立了机床滑座与床身的三维模型,采用Pro/MECHANICA软件建立了有限元计算模型.通过模态分析,计算了滑座与床身1至3阶的固有频率和振型,分析了各阶振动模态的特点,所得结果有利于机床支承系统的动态特性分析和整体设计.     

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.     

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BP神经网络模型的机床大件结构动态优化方法及其应用研究

将BP神经网络理论与有限元建模方法相结合，提出了采用BP神经网络建立机床整机主要部件的动力学模型，并应用大型有限元分析软件ANSYS的APDL进行BP神经网络样本的快速采样的方法，根据所提出的方法，建立了机床双W筋板床身的筋板位置，厚度与床身前5阶频率之间的BP神经网络模型，并以床身第1阶固有频率最高为目标进行了设计变量的自动搜索寻优计算且获得了满意的结果，表明神经网络理论与传统的数值方法相结合应用于实体结构的动态分析计算具有重要的现实意义。     

基于模态分析的数控内齿强力珩齿机床身优化设计

数控内齿强力珩齿机是一种高效、高精度的齿轮加工机床,床身是整机的重要基础件,提高床身的动态特性对保障珩齿机的加工精度有重要意义。文章通过有限元软件建立了床身的有限元模型,并通过模态分析得到床身的前4阶模态频率和振型;对床身进行了模态试验,并通过整体多项式拟合法得到床身的前4阶试验模态参数,通过对比模态试验和仿真结果验证了有限元模型的正确性;在仿真分析和模态试验的基础上,提出了2种床身结构优化方案,并再次通过模态分析得到最佳的优化方案;最终,在保证床身质量变化较少的前提下将床身的一阶固有频率从178.33Hz增加到203.14Hz,为床身的结构优化设计提供了一定的理论依据。     

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。     

预应力简支梁固有频率研究

基于经典轴压模型,研究了预应力筋偏心距、预应力大小对简支梁固有频率的影响,对已有的简支梁固有频率理论计算公式进一步修正.以预应力混凝土简支梁为例,通过ANSYS有限元分析了预应力筋偏心距以及预应力改变对预应力简支梁固有频率的影响,验证了混凝土模拟单元与预应力筋模拟单元的2种联系方式对计算结果没有影响,以期望为以后的预应力混凝土梁设计及健康检测提供参考.     

车床床身合理结构的模型试验研究

本文主要论述运用模型试验来研究车床床身的合理结构.文中简述了通过模型对比试验和应用激光全息干涉计量术来研究结构的变形状态;探讨结构的合理参数;寻求刚度高且工艺性也好的结构的情况.并根据对试验结果进行的理论分析和计算,论述了切应力对变形的影响.最后,对床身的侧壁、腹板、贴壁筋、裙边的作用进行了分析,为正确地设计床身结构提供了理论根据.     

气膜冷却叶片热应力和振动特性的计算分析

采用计算流体力学软件Numeca计算了气膜冷却叶片表面的温度场,通过插值计算,将Nu-meca中的叶片表面温度结果导入到有限元分析软件Ansys中作为边界条件,计算分析了整个叶片的温度场和热应力.计算了叶片在不同温度场下的叶片固有频率,并采用等效材料参数的方法计算了叶片具有气膜冷却孔时的固有频率.温度场对叶片的固有频率影响较大,气膜冷却孔使得叶片固有频率下降.     

钢纤维聚合物混凝土机床床身动态性能仿真

研究了一种新型的复合材料-钢纤维聚合物混凝土，用它来做机床的基础件，其静动态性能优于传统的灰铸铁床身，从钢纤维聚合物混凝土的实验材料和制备方法入手，利用力学原理简单研究了钢纤维的增强机理，并且利用有限元的方法，对机床的床身进行模拟，得到了不同截面尺寸的固有频率，通过同结构的钢纤维聚合物混凝土和铸铁床身进行谐响应分析，证明了钢纤维聚合物混凝土床身良好的动态性能。     

数控内齿强力珩齿机床身结构的多目标优化

床身是数控内齿强力珩齿机的关键零部件之一,为实现床身质量、一阶固有频率和最大变形量的综合优化,文章提出一种将响应面模型与遗传算法相结合的优化设计方法,对主要设计参数进行中心复合实验设计.在实验设计的基础上,对设计参数进行灵敏度分析并建立响应面模型,利用遗传算法对响应面模型进行优化设计,结合生产工艺确定最佳优化方案.以Y...     

正交加筋复合材料夹层板的自由振动求解

均质正交加筋芯材基于一阶剪切理论,采用δ函数描述其非连续性;复合材料面板采用Kirchhoff假设,以上、下面板面内位移和结构整体横向位移为响应函数,通过哈密顿原理推导了正交加筋复合材料夹层板的动力学控制方程.采用级数解的形式近似求解了四边简支正交加筋复合材料夹层板的自由振动问题,通过夹层板固有频率数值仿真验证了理论推导的正确性.考虑复合材料面板的阻尼损耗,讨论了面板厚度、筋材薄壁厚度、高度、加筋间距对夹层板固有频率和结构损耗因子的影响规律.结果表明,当面密度相同时,改变筋材薄壁厚度或加筋间距对结构固有频率值无影响.     

基于灰色理论的数控机床复合结构床身优化设计及其性能分析

为探索提高数控机床的综合性能,以某卧式加工中心铸铁床身为原型,设计了一种钢板-混凝土复合结构床身.采用正交实验、灰色关联和组合赋权相结合的方法对其结构进行优化并得到了最优的参数组合,对复合结构床身进行有限元仿真分析,并将结果与原型铸铁床身比较.结果表明:在床身质量仅增加2.3%的情况下,复合结构床身的最大静应力和最大静变形分别降低了51.3%和82.9%;前三阶固有频率提高了143.9%、156.8%和148.7%;x轴导轨和z轴导轨中心节点在x、y、z方向上的最大振幅降低了97.6%、97.1%、94.0%和99.6%、97.9%、85.4%;导轨滑块连续在导轨表面摩擦1800s时导轨的最大热-结构耦合变形量降低了7.3%.     

裂纹转子-轴承-基座系统有限元模态分析

为了掌握转子裂纹的故障特征,采用有限元分析软件ANSYS对转子实验台中的裂纹转子-轴承-基座系统进行模态分析,研究裂纹在转子不同深度和不同位置时的固有频率及振型变化情况,得到的固有频率与理论值一致.通过对比分析得出固有频率及振型与裂纹位置、深度的关系,为裂纹转子故障诊断提供依据.