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机 械设 计 与制 造 第4期
170 Machinery Design Manufacture 2011年 4月
文章编号:1001—3997(2011)04—0170—03
基于有限元的机床滑鞍结构的动特性分析
徐开元 1徐武彬 唐满宾
(’广西工学院 机械工程系,柳州 545006)(z广西柳州市正菱集团有限公司,柳州 545006)
Dynamiccharacteristicanalysisofacertaintypeofmachiningcenter
saddlestructurebasedonFEM
XU Kai-yuan ,XUWu-bin ,TANGMan-bin2
(DepartmentofMechanicalEngineering,GuangxlUniversityofTechnology,Liuzhou545006,China)
(2ZhengLingGroupCo.,Ltd,Liuzhou545006,China)
Keywords:Saddle;Modalanalysis;Harmonicresponseanalysis;FEM {
- -+ -+ 一+ -+ 一+ -+ 一+ 一+ 一+ -+ + 一+ *+ 一+ -+ 一+ -+ ·,+ ”+ -+ 一+ 一+ -+ ··+ ”+ ”十 一十 ”+ -十 一十 一+ -+ *+ *+ -十 -+ 一十 一十 一+ -+ ··
中图分类号 :TH122,TG502 文献标识码:A
1引言 其弹性模量为 1.3e5Mpa;泊松比取为 0.3;密度为 7.8e一9ffmms。在
机床结构中有许多小的结构和特征,计算时会 占用大量计算资
滑鞍是数控加工中心关键零部件之一,其结构性能对加工
中心的性能影响很大。主要体现在加工精度、抗震性能、切削效 源,造成网格品质下降,影响结构的分析精度日。因此在建模过程
率、使用寿命等方面。因此滑鞍是加工中心中比较关键的受力构 中需进行必要的简化,忽略CAD模型中的所有小特征,包括倒
件,它的静动态性能将直接影响到机床的加工精度和寿命。为保 角、倒圆、小孔以及凸台等。将Pro/E模型简化后,导入ANSYS。
证机床具有足够的静刚度和动刚度、保证最终的加工精度,必须 选取Solid45单元。该单元含有 8个节点,每个节点有3个
对其进行结构静力分析和振动模态分析及谐响应分析,找出滑鞍 平移 自由度,即ux,uy,Uz。此种单元类型完全可以满足计算精
的薄弱环节,改进设计。 度的要求,且计算量较其他一些复杂的单元类型要少。
有限元分析方法虽然已在航空、航海、机械等领域得到广泛
应用,许多产品仍沿用传统的设计方法Ⅲ。将运用结构动态设计原
理和有限元法,用ANSYS软件对加工中心滑鞍部件进行静态分
析和动态分析,了解零部件的应力应变情况及变形情况,得到一
些重要关系及理论。应尽量减轻结构重量、提高强度和刚度,为今
后机床设计提供必要的理论依据。
2建立有限元模型
加工中心滑鞍的材料为HT250,材料各向同性,介质均匀。 图1有限元模型
★来稿 日期:2010-06—25 ★基金项 目:柳州市科学研究与技术开发计划项 目(2007400201).
车辆零部件数字化设计公共平台建设 (桂科
第4期 徐开元等:基于有限元的机床滑鞍结构的动特性分析 171
网格划分采用ANSYS中的智能分网方
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