由图可以看出结构一床身在前四阶振动频率内变形均不大,而在第五阶振动频率时变形变大,但是变形时在导屑槽前端,对加工精度没有影响,所以床身稳定性比较好。结构二床身在前三阶振动频率内变形不大,但是在第四阶,第五阶振动频率内变形较大,所以井字型床身的动态性能比米字型床身传神的动态性能好。
7.3本章小结
本章根据第一章的有限元理论和模态分析理论,建立了床身的有限元模型,并对其进行网格划分。然后对床身进行模态分析,通过有限元理论模态计算得出模态的固有频率和主振型,以及对固有频率和主振型的分析,可以看出的固有频率对床身振动的影响。
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结论与展望
本课题以ANSYS软件为平台,利用有限元模态分析法对12610加工中心的床身和工作
台进了静态与动态分析,并以提高床身的动态性能为目的,对机床床身和工作台进行了结构设计,可得出以下结论:
1、以12610加工中心为例,建立了工作台和床身的有限元模型,以ANSYS软件为工具进行静态分析,求出床身和工作台在受载和情况的变形状况。
2、以12610加工中心为例,建立了工作台和床身的多自由度动力学模型,并以ANSYS软件为工具求解出床身的固有频率和振型。
3、选择加工中心床身常见的几种筋板布局型式,以提高床身的动态性能为目标,通过类比的方法发现,在质量相当的情况下,井字型筋板布局的床身有更好的动态性能。
4、机床床身筋板布置密度有一个较优的值,筋板过疏,会引起局部振型,筋板过密,会增加质量从而导致固有频率下降。
5、本文对机床床身和工作台进行了模态分析。为整机的动力学分析打下了基础,下一步的工作应该考虑对机床整机的动态性能分析。
本文不足之处是还没有通过实验来验证分析结果的正确性,应对床身和工作台进行静态和动态特性实验,再根据测得的数据与计算结果进行比较,进而修正有限元模型,完成对床身的参数优化和结构改进。
本文只对机床床身和工作台进行了模态分析。由于床身和工作台的动力响应分析涉及到主轴系统、传动系统以及整机的动态分析和研究,本文没有作这几方面的研究。这也是下一步研究的主要内容。
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