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关于某机床大件结构计算要点及实例分析
时间:2017-09-18  作者:模具联盟网  点击:  评论:  字体:T|T
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    0 引言ORL模具联盟网

    由于机床精密、高速的特性,对机床大件结构的刚度、固有频率等性能指标,应根据实际情况,均有不同要求。机床大件起着支承、抵抗作用力变形的能力,对精度的保证有重要作用,机床大件固有频率、阻尼特性对机床的动态特性起着重要作用,因此,对抵抗变形、动态参数等指标综合考虑,满足刚度、动态性能及轻量化等性能要求,优化结构布局及内部筋板排列,研究筋板对变形/对固频的贡献大小,这对探讨结构本身的性能,对机床设计制造技术本身的研究是有意义的。随着计算机的发展,相关计算软件的快速开发,使得对结构探讨、自主创新变得更快捷。ORL模具联盟网

    1 实例分析及说明ORL模具联盟网

    1.1 模型简介ORL模具联盟网

    某机床的立柱模型,模型2在模型1的基础上增加2条横筋(如图1、图2所示)。分析要点:①竖筋a对结构静刚度(受力/变形)的影响,对结构固频的影响;②横筋b对结构静刚度的影响,固频的影响。ORL模具联盟网

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    1.2 分析过程综述ORL模具联盟网

    1.2.1 计算竖筋a对结构变形的影响,对固频的影响ORL模具联盟网

    对模型1进行拓扑优化,受力加载在导轨的面上。ORL模具联盟网

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    由以上拓扑结果可知:竖筋a的存在对变形贡献不大。ORL模具联盟网

    对模型1进行模态分析,计算固有频率,分三种情况讨论:①竖筋a厚度为30mm;②竖筋a厚度为20mm;③去掉竖筋a。通过比较总结,分析竖筋a对结构固有频率的影响。ORL模具联盟网

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    图5 不同模型方案,分析筋板a对固频的贡献ORL模具联盟网

    计算固有频率:ORL模具联盟网

    表1 不同方案模型,固频计算结果(单位:Hz)ORL模具联盟网

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    由分析结果总结可得:(1)结构含有竖筋a(厚30mm)与去掉竖筋a进行比较,从低阶频率为主,去掉竖筋一阶频率降低(幅度2.42Hz),二阶、三阶、五阶略有提高,四阶、六阶降低,原因两点,①筋板的存在对结构动态刚度的改变,②去掉竖筋a,质量减轻900kg,对同种结构来讲,质量降低有利于提高固有频率。因此,通过以上两点分析,竖筋a对结构固有频率的提高有重要作用;(2)结构含有竖筋a(厚度30mm与厚度20mm)比较,由以上结果可知,相同结构,质量略有降低,固有频率略有提高。ORL模具联盟网

    因此,综合拓扑优化及固频分析结果,可知,竖筋a对此种受力状态下结构变形没有多大贡献,但对固有频率的提局有重大影响。ORL模具联盟网

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(编辑:梁嘉琪  来源:互联网)

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