桁架型機(jī)床支撐件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析.pdf

1、眾所周知，機(jī)床運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)對(duì)金屬切削過(guò)程有著破壞性作用。它不僅會(huì)使設(shè)備的加工精度下降，而且還會(huì)影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量，甚至縮短機(jī)床的使用壽命。因此，如何減輕機(jī)床結(jié)構(gòu)工作時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲成為了眾多學(xué)者長(zhǎng)期關(guān)注并設(shè)法解決的問(wèn)題。
　　本文以機(jī)床的重要支撐件立柱為研究對(duì)象，為了增強(qiáng)立柱結(jié)構(gòu)靜態(tài)剛度，并在一定程度上改善其動(dòng)態(tài)特性的表現(xiàn)，文中采用了一種新的結(jié)構(gòu)形式對(duì)原立柱進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。與常規(guī)機(jī)床立柱結(jié)構(gòu)不同，新設(shè)計(jì)的機(jī)床立柱不再是由普通薄板結(jié)

2、構(gòu)組成，而是采用了單胞結(jié)構(gòu)周期分布的微桁架夾芯板。其主要是利用了桁架結(jié)構(gòu)與點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)擁有較高的比強(qiáng)度、比剛度、低等效密度以及抗沖擊等特點(diǎn)。
　　首先，為了確定微桁架夾芯板是否滿足機(jī)床立柱所需剛度要求，文中建立了三種不同單胞構(gòu)型的微桁架夾芯板，其單胞模型分別為菱形結(jié)構(gòu)、米字形結(jié)構(gòu)和V字形結(jié)構(gòu)。然后計(jì)算出與微桁架夾芯板等質(zhì)量的普通薄板厚度，并對(duì)普通薄板和微桁架夾芯板的抗彎與抗扭性能進(jìn)行分析比較，結(jié)果表明三種不同結(jié)構(gòu)的微桁架夾芯板抵抗

3、彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的能力均優(yōu)于同等重量的普通薄板。
　　然后，再對(duì)分別采用微桁架夾芯板結(jié)構(gòu)的立柱和普通薄板結(jié)構(gòu)的立柱進(jìn)行抗彎與抗扭性能分析比較，直觀地對(duì)比兩者在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上的差異。研究表明，微桁架夾芯板結(jié)構(gòu)能極大地增強(qiáng)立柱豎直方向上的抗扭性能與部分方向上的抗彎性能。此外，微桁架夾芯板立柱的前十階模態(tài)頻率較普通薄板立柱有明顯的提高。
　　最后，本文還參考聲子晶體的振動(dòng)傳輸特性，嘗試在擁有結(jié)構(gòu)周期分布的微桁架夾芯板中填充一定體積的橡膠