大型多功能數(shù)控雙柱立車有限元分析與動(dòng)態(tài)性能研究.pdf

1、大型數(shù)控立車是現(xiàn)代機(jī)械加工中重要的工作母機(jī),多功能數(shù)控立車更是順應(yīng)市場(chǎng)需求,能夠在一次裝夾中完成多種工序的復(fù)合加工,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用,提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。作為制造業(yè)大國(guó),我國(guó)在制造裝備的設(shè)計(jì)領(lǐng)域,目前與國(guó)際水平還存在一定的差距。國(guó)內(nèi)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以靜態(tài)性能計(jì)算和傳統(tǒng)類比方法為主,使得一些數(shù)控機(jī)床存在構(gòu)造不合理、結(jié)構(gòu)自重大和動(dòng)態(tài)性能差等問(wèn)題。以CK5250DG大型多功能數(shù)控雙柱立車為研究對(duì)象,從仿真和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面研究大型多功能數(shù)控雙柱立車結(jié)構(gòu)性

2、能,并基于靈敏度分析運(yùn)用動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一些原則對(duì)該數(shù)控雙柱立車的關(guān)鍵部件立柱和橫梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化與變形補(bǔ)償制造,在滿足剛度和強(qiáng)度的條件下,達(dá)到床身重量輕及動(dòng)態(tài)性能好的目的。本文主要研究工作:
　　1.在三維建模軟件SolidWorks中對(duì) CK5250DG數(shù)控雙柱立車進(jìn)行整機(jī)實(shí)體建模,并通過(guò)轉(zhuǎn)換格式導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS,經(jīng)過(guò)ANSYS前處理操作,得到了CK5250DG數(shù)控雙柱立車整機(jī)的有限元模型。
　　2.以CK525

3、0DG數(shù)控雙柱立車在最惡劣工況下的工作條件進(jìn)行仿真,分別進(jìn)行了靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,得到了CK5250DG數(shù)控雙柱立車的應(yīng)力應(yīng)變分布情況和前五階固有頻率與振型。對(duì)CK5250DG數(shù)控雙柱立車各子部件進(jìn)行模態(tài)匹配分析,驗(yàn)證了其他部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。通過(guò)靜力分析和模態(tài)分析,得到了具有密集模態(tài)的零部件的結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)整機(jī)的動(dòng)靜態(tài)特性產(chǎn)生影響,應(yīng)該進(jìn)行修改或從整機(jī)中刪除該結(jié)構(gòu),比如CK5250DG數(shù)控雙柱立車的頂梁。
　　3.對(duì)CK5250D

4、G數(shù)控雙柱立車的關(guān)鍵部件橫梁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。系統(tǒng)地介紹了模態(tài)實(shí)驗(yàn)研究的方案、步驟及注意事項(xiàng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn),得到了橫梁的前四階固有頻率、阻尼比及振型特征,并采用曲線擬合和MAC直方圖驗(yàn)證了模態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度,一方面確定了CK5250DG數(shù)控雙柱立車橫梁的模態(tài)參數(shù),另一方面驗(yàn)證了仿真分析的結(jié)論,同時(shí)為橫梁進(jìn)行變形補(bǔ)償制造提供了理論依據(jù)。
　　4.介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論及動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則,以立柱為優(yōu)化對(duì)象,對(duì)立柱中的三個(gè)主要參數(shù)壁厚、筋厚和