本文關鍵詞：考慮結合面影響的專用插床動態(tài)特性分析與優(yōu)化

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【摘要】：機床工業(yè)作為機械制造業(yè)的基礎,其先進程度直接決定著整個制造行業(yè)的先進程度。隨著機床向著高速度、高精度和高效率的方向發(fā)展,不僅要求其擁有好的靜態(tài)特性,更要求有良好的動態(tài)性能。傳統的機床靜、動態(tài)特性分析往往忽視了機床結合面特性的影響,使得分析出的結果失去參考價值。國內外研究表明,機床的靜剛度30%~50%取決于結合面的剛度特性,60%以上的振動問題源于結合面。因此,在研究機床整機動態(tài)性能以及建立機床動力學模型時,必須充分考慮零部件間結合面特性的影響。本文以某機床廠BB5050專用插床為研究對象,運用理論研究、有限元分析與試驗驗證相結合的方法,研究了機床固定結合面和滑動結合面對插床整機動態(tài)特性的影響,然后根據分析結果識別出機床薄弱環(huán)節(jié),對機床關鍵部件進行了結構改進和優(yōu)化。本文主要研究內容如下:(1)采用虛擬介質層方法建立了螺栓固定結合面的動力學模型,利用理論公式推導得出虛擬介質層的材料參數和厚度。以一個含螺栓固定結合面的連接板結構為對象,利用有限元分析技術研究螺栓預緊力、螺栓數量以及螺栓布局方式對螺栓固定結合面動態(tài)特性的影響。(2)利用UG軟件建立機床整機三維模型,然后基于模態(tài)分析理論和ANSYS Workbench分析軟件,分別對考慮和不考慮結合面的機床整機進行了有限元模態(tài)分析,得到了機床整機前10階固有頻率以及相應的振型,初步判定了機床的薄弱環(huán)節(jié)。(3)根據試驗模態(tài)分析理論,利用專業(yè)的實驗設備對專用插床樣機進行了試驗模態(tài)分析,得到插床整機前10階模態(tài)頻率。通過對比插床整機模態(tài)試驗結果和第三章中的有限元模態(tài)分析結果,證明了結合面特性對機床整機動態(tài)性能的影響,同時也驗證了本文對機床整機建模方法的正確性。(4)針對仿真分析所識別出的機床薄弱環(huán)節(jié),使用ANSYS Workbench軟件中Design Exploration優(yōu)化模塊對專用插床的立柱-底座部分進行了結構改進和尺寸優(yōu)化,并通過對比優(yōu)化前后整機的諧響應分析結果,驗證了本次結構優(yōu)化的有效性。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG555

【參考文獻】

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本文編號：1223023