CAE-机床动力学分析.pptxVIP

1机床动力学 2问题描述云南某机床厂制造的机床在转速达6000转/分钟时，开始出现较大震动，为此云南机械设计研究院希望通过在对ANSYS的熟悉过程中，从动力学方面对机床主轴系统作一分析，为今后解决此类问题找一条思路。另外对机床的床身作一静力学分析，以考察床身在一定切削力作用下的刚度。机床模型在PTC中建立，通过ANSYS直接几何接口输入，然后在ANSYS中划分网格。主轴及床身的有限元模型如下： 3主轴有限元模型 4床身模型 5分析思路机床主轴的固有频率直接关系到系统的动力学性能，而如何正确模拟主轴的支撑轴承刚度又影响到计算结果的精度。为此用APDL参数化语言在轴承支撑处沿圆周方向生成一系列弹簧单元，以模拟不同弹簧刚度对主轴频率的影响。主轴系统在工作时受到交变载荷的作用，为此对其作一定性谐波分析，以观察其在不同转速下的响应。床身系统受到切削力的作用，对其作一静力分析，以观察其刚度是否满足要求。主轴系统的模态、谐波响应及床身静力分析结果如下所示 6一阶模态 7二阶模态 8三阶模态 9四阶模态 10五阶模态 11六阶模态 12谐波响应结果 13床身位移 14结果分析通过模态分析发现，主轴本身频率不是机床在6000转/分钟下发生震动的原因，但轴承刚度对主轴的频率有较大的影响，这表明调整轴承刚度可以改变系统的固有频率。由谐波响应的结果发现在交变载荷作用下，主轴在 50赫兹下位移响应较大。通过对床身的静力学分析发现，在工作载荷作用下，床身最大挠度为0.025毫米。床身刚度足够。 15结论ANSYS模态分析和谐波响应能够较好地模拟系统的动力学响应。通过APDL语言可以方便地对系统支撑刚度作优化。通过此次分析，找到了系统动力学分析的思路和方法，为今后发现问题解决问题打下了基础。