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《基于ANSYS Workbench對立式車床橫梁的模態(tài)分析.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、研究與分析2013年第4期(第26卷，總第126期)·機(jī)械研究與應(yīng)用·基于ANSYSWorkbench對立式車床橫梁的模態(tài)分析孫廣敏，安豐柱(1．滕州市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，山東滕州277500；2．山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督干部學(xué)校，山東濟(jì)南250000)摘要：立式車床的橫梁在機(jī)床X-作過程中起到對刀架的固定與支撐的作用。針對切削加工中產(chǎn)生的振動對橫梁造成的影響及嚴(yán)重影響其加工精度的問題，利用ANSYSWorkbench對某型號單立柱立式車床橫梁進(jìn)行模態(tài)分析，對提取的前6階固有頻率與與之相對應(yīng)的振型的變化和加工精度影響進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：橫梁；模態(tài)分析；固有頻率；振型；ANSY
2、SWorkbench中圖分類號：TH16；TG65文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1007—4414(2013)04—0040—02ModalAnalysisofVerticalLatheBeamBasedonANSYSWorkbenchSUNGuang—min．ANFeng—zhu(】．TengJ~ouCi￡yInstituteofProductQualitySupervision＆Inspection，TengzhouShandong277500，China；2．ShanclongCadreSchoolo，’QualityTechnologyandSupervision，J
3、inanShandong250014，China)Abstract：Beamsintheverticallathemachineworkprocessplayedonthetoolholdersupportingrole．Thevibrationgeneratedinthecuttingprocesswillhaveagreatimpactbeams，andseriouslyaffecsthemachiningaccuracy．Thustheanalysisforverti—callathebeammo&,disneeded．Inthispaper，extracting
4、thefirstsixnaturalfrequenciesandmodeshapescorrespondingto，thechangesandaccuracyinfluenceareanalyzed．Keywords：beam；modalanalysis；naturalfrequency；modes；ANSYSWorkbenchl引言理的理論支持。立式車床適用于對大型盤類零件的加工，而單立2振動數(shù)學(xué)模型柱立式車床適用于直徑較小的盤類零件，其具有結(jié)構(gòu)在對數(shù)控立式車床的立柱動力學(xué)分析中，物體的緊湊的優(yōu)勢，在機(jī)械制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用。但由于單模態(tài)參數(shù)由固有頻率與與之相對應(yīng)振型組
5、成。這兩立柱立式車床在加工過程中并不是采用雙立柱式立個參數(shù)主要由物體的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量和硬度決定。因此，式車床所采用的簡支梁結(jié)構(gòu)，而采用的是懸臂梁，這可根據(jù)自由振動基本微分方程對其分析?！窬驮斐闪嗽诩庸み^程中由于震動等現(xiàn)象的形變更加●●MX(t)+CX(t)+KX(t)=F(t)(1)嚴(yán)重。因此，橫梁的結(jié)構(gòu)是否合理對機(jī)床的加工精式中：為質(zhì)量矩陣；C為阻尼矩陣；K為剛度矩陣；X度、工作穩(wěn)定性、加工效率、使用壽命等衡量機(jī)床的各為位移向量；F(t)為作用力向量；t為時間。個性能指標(biāo)都有很大程度上的影響。由于此結(jié)構(gòu)阻尼較小，對固有頻率與振型影響較橫梁的結(jié)構(gòu)主要為箱體結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)對
6、于橫小，故可忽略不計(jì)。因此當(dāng)F(t)=0時，方程變?yōu)椋毫簛碚f可以有效降低切削力對于加工時的影響，對于MX(t)+KX(t)=0(2)橫梁的振動也有一定的克制作用。在機(jī)床運(yùn)行中，橫結(jié)構(gòu)自由振動時，結(jié)構(gòu)上的各個節(jié)點(diǎn)做簡諧振梁的振動主要由傳動系統(tǒng)的精度誤差，切削過程中工動。各點(diǎn)的位移為：件的不均勻性等造成的機(jī)床受迫振動與機(jī)床部件在(t)=AXsin(+0)(3)工作過程中發(fā)生的彎曲或扭擺、運(yùn)動部件在低速運(yùn)動()=一60。A×sin(t+)(4)時產(chǎn)生爬行現(xiàn)象等造成機(jī)床的自激振動。這些振動的頻率與機(jī)床的橫梁固有頻率相等或接近時，會造式中：4為自由振動時各節(jié)點(diǎn)的振幅向量。成共振現(xiàn)
7、象生成。嚴(yán)重影響機(jī)床的加工精度與表面將式(3)、(4)代人式(2)中得：質(zhì)量，更重要的是造成機(jī)床零部件的破壞，降低使用M+K=0(5)壽命。因此有必要對機(jī)床的橫梁進(jìn)行模態(tài)分析。筆式中：式(5)是關(guān)于廣義特征值的n次方程，對者利用有限元軟件ANSYSWorkbench對橫梁進(jìn)行模應(yīng)于每一階固有頻率。態(tài)分析，并對其前6階固有頻率與與之相對應(yīng)的振型3建立三維模型進(jìn)行分析與研究，為日后的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供合本研究分析的模型為單立柱立式車床橫梁結(jié)構(gòu)。收稿日期：2013—06—17作者簡介：孫廣敏(1969一)，女，山東滕州人，助理工程師，主要從事機(jī)械
