基于能量分布的機床整機動態(tài)特性優(yōu)化方法
本文關(guān)鍵詞: 能量分布 結(jié)合部 立式加工中心整機 動態(tài)特性 有限元分析 出處:《振動.測試與診斷》2015年06期 論文類型:期刊論文
【摘要】:基于機床結(jié)構(gòu)中的能量分布,在準確建立立式加工中心整機有限元模型的基礎(chǔ)上提出一種整機動態(tài)性能優(yōu)化方法。采用彈簧阻尼系統(tǒng)等效結(jié)合部的接觸特性,基于辨識的結(jié)合部等效剛度和阻尼值在Ansys中建立了立式加工中心整機有限元模型,對整機進行模態(tài)分析和諧響應分析。通過整機模態(tài)試驗驗證了該有限元模型的準確性,并根據(jù)有限元分析與試驗結(jié)果確定整機的薄弱模態(tài)。計算薄弱模態(tài)下整機、結(jié)合部的彈性能以及結(jié)合部在整機中的彈性能分布率,以分布率較高的結(jié)合部作為薄弱結(jié)合部�;诒∪踅Y(jié)合部的等效接觸剛度提出優(yōu)化方案,優(yōu)化后薄弱結(jié)合部的彈性能分布率明顯降低,主軸軸端的動態(tài)響應幅值降低,從而使整機動態(tài)性能得到改善,驗證了該優(yōu)化方法的可行性。
[Abstract]:Based on the energy distribution in the structure of the machine tool, a dynamic performance optimization method is proposed based on the accurate finite element model of the vertical machining center. The contact characteristics of the equivalent joint of the spring damping system are adopted. The finite element model of vertical machining center is established in Ansys based on the equivalent stiffness and damping of the joint. The modal analysis and harmonic response analysis of the whole machine are carried out. The accuracy of the finite element model is verified by the modal test of the whole machine. According to the finite element analysis and test results, the weak mode of the whole machine is determined. The elastic energy of the joint part and the distribution rate of the elastic energy of the joint part in the whole machine are calculated under the weak mode. Based on the equivalent contact stiffness of the weak joint, the optimal scheme is put forward. The elastic energy distribution rate of the weak joint is obviously reduced after the optimization. The dynamic response amplitude of the spindle shaft is reduced, thus the dynamic performance of the whole machine is improved, and the feasibility of the optimization method is verified.
【作者單位】: 四川大學制造科學與工程學院;成都普瑞斯數(shù)控機床有限公司;
【基金】:國家科技重大專項資助項目(2013ZX04005-012) 四川省科技支撐計劃資助項目(2012GC0008)
【分類號】:TG502
【正文快照】: 引言隨著機床加工性能的不斷提高,對機床動態(tài)性能的要求也越來越高。機床是由許多零部件按特定的要求結(jié)合起來的,其結(jié)合面的阻尼、剛度分別占整機阻尼和剛度的90%和60%以上[1];因此,為準確地對立式加工中心進行整機動態(tài)特性分析,須基于結(jié)合部建立準確的動力學模型。Zhang等[1]
【參考文獻】
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【共引文獻】
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【二級參考文獻】
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本文編號:1486923
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