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《立式加工中心床身結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性有限元分析-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造第1期174MachineryDesign&Manufacture2014年1月立式加工中心床身結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性有限元分析楊玉萍，張森，季彬彬，邱自學(xué)(南通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南通226019)摘要：以某立式加工中心床身為研究對(duì)象，對(duì)床身結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究。運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)其進(jìn)行了模態(tài)分析，得出床身結(jié)構(gòu)的前8階模態(tài)頻率及振型，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了諧響應(yīng)分析，得到床身結(jié)構(gòu)受外界激振力作用下的幅值頻率向應(yīng)曲線。結(jié)果表明：床身結(jié)構(gòu)的各階固有頻率均大于機(jī)床的工作頻率，激振力頻率與床身結(jié)構(gòu)的1、4階固有頻率接近時(shí)，床身容易發(fā)生共振。該床身結(jié)構(gòu)具有較好的動(dòng)態(tài)特性，
2、驗(yàn)證了床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，為床身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：立式加工中心；床身結(jié)構(gòu)；動(dòng)態(tài)特性；有限元分析中圖分類(lèi)號(hào)：TH16；TG502文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3997(2014)01—0174—03FiniteElementAnalysisonDynamicCharacteristicsfortheBedStructureofVerticalMachiningCenterYANGYu-ping，ZHANGSen，JIBin—bin，QIUZi—xue(SchoolofMechanicalEngineering，NantongUniversity，Jiangs
3、uNantong226019，China)Abstract：TakingthebedstructureofverticalmachiningcenterCI$theresearchobject，itsdynamiccharacteristicswerestudied．Themodalanalysisofbedstructure珊performedapplyingAnsys$~ware．a(chǎn)ndthefirsteightnaturalfrequenciesandmodeshapesofbedstructureweregiven，andthedisplacementandfrequenc
4、yresponsecurveswereobtainedbyanalyzingtheharmonicresponseofbedstructure．Theresultsshowthatnaturalequenciesofthebedstructurearehigherthanworkingfrequency，andthefirstandforthnaturalfrequencieswouldbearOUSedemily．Thebedstructurehasbetterdynamiccharacteristics．a(chǎn)ndtheresultverifietherationalityofth
5、ebedstructurescheme，whichprovidetheoreticalbasisfordesignoptimizationofthebedstructure．KeyWords：VerticalMachiningCenter；MachiningToolBed；DynamicCharacteristics：FiniteElementAnalysisl引言2結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特}生分析的理論基礎(chǔ)床身作為機(jī)床最基本的組成部件之一，它不僅起著支撐工2．1模態(tài)分析的基本理論作臺(tái)，連接立柱等關(guān)鍵零部件的作用，同時(shí)還承受著機(jī)床靜載荷根據(jù)機(jī)械振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)理論，固有頻率及振型可轉(zhuǎn)化為特征值以及在加
6、工時(shí)產(chǎn)生的切削負(fù)載的作用。床身動(dòng)態(tài)特性的好壞直接和特征向量，多自由度線性振動(dòng)系統(tǒng)微分方程的一般表達(dá)式為日：影響著整臺(tái)機(jī)床的工作性能，最終影響到加工工件的幾何精度及M2=C+K=F(1)表面質(zhì)量，因此有必要對(duì)機(jī)床床身結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特『生分析。結(jié)式中：[]一系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣；[c]一系統(tǒng)的阻尼矩陣；[]一系統(tǒng)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析主要是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、瞬態(tài)的剛度矩陣；￡)一系統(tǒng)所受的動(dòng)載荷；，，擴(kuò)璃散質(zhì)量的動(dòng)力學(xué)分析和譜分析，其中模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析是結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)n維加速度、速度和位移。分析的主要內(nèi)容13]。模態(tài)分析是確定結(jié)構(gòu)振動(dòng)特陛的一種技術(shù)，用結(jié)構(gòu)的固有頻率及振型是其固有特性，與
7、結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)于計(jì)算結(jié)構(gòu)的固有頻率及振型。諧響應(yīng)分析用于分析已知頻率的量有關(guān)，所以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析時(shí)，忽略阻尼力對(duì)結(jié)構(gòu)的固有持續(xù)簡(jiǎn)諧載荷對(duì)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的穩(wěn)定響應(yīng)，使結(jié)構(gòu)避免強(qiáng)迫振動(dòng)所頻率和振型的影響，同時(shí)令F()=0，得到無(wú)阻尼自由振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)引起的共振。方程：以某企業(yè)自主研發(fā)的某立式加工中心床身結(jié)構(gòu)為研究對(duì)M~+Kx=0(2)象，著重考慮床身的動(dòng)態(tài)特眭，運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)床在自由振動(dòng)時(shí)，結(jié)構(gòu)中各節(jié)點(diǎn)的振幅不全為O，所以可得到身結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)及諧響應(yīng)仿真分析，
