资源描述：
《基于ansys的立柱有限元分析与结构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2008年12月机械科学与技术December2008第27卷第12期MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineeringVo.l27No.12基于Ansys的立柱有限元分析与结构优化设计张向宇,熊计,郝锌,赖人铭(四川大学制造科学与工程学院,成都610065)张向宇摘要:分别利用Pro/Engineer和Ansys软件对立柱进三维实体建模与模态分析,通过结构分析和优化设计,得到了立柱的模态分析结果。选择立柱相对位移量及其低阶固有频率为研究对象,并设
2、计对比了两种筋连板优化布局方法,确定了使用米字型筋连板立柱结构。提高了立柱的低阶固有频率,避免了高速加工时共振的产生降低加工精度的现象,取得了提高加工精度,立柱的强度和刚度的效果。为结构的合理设计与改造提供了可靠的理论依据。关键词:Ansys;有限元;立柱;优化设计中图分类号:O24221文献标识码:A文章编号:1003-8728(2008)12-1602-04FiniteElementAnalysesandStructureOptimalDesignoftheColumnofaHorizon
3、talProcessingCenterZhangXiangyu,XiongJ,iHaoXin,LaiRenming(SchoolofManufactureScienceandEngineering,SichuanUniversity,Chengdu610065)Abstract:Pro/EngineerandAnsysareselectedasthedesignandanalysissystem.The3Dsolidmodelandthef-initeelementmodelarebuil.tUsingAnsy
4、ssoftware,thelowordervibrationmodesarecalculated.Twomethodsofoptimaldesignarecompared.Thelow-orderinherentvibrationfrequenciesandrelativedisplacementofthecolumnareselectedforanalyzing.Thecolumnstructurewhichincludesappropriatestrengtheningbarsisselected.Thel
5、ow-orderinherentvibrationfrequenciesareincreasedandthephenomenonofsympatheticvibrationisavoided.Re-markableeffectofincreasingitsmachiningprecisionandimprovingitsstrengthandrigidityisachieved.Theresulthasbeenprovedinmachiningandcanbeusedinstructuraloptimizati
6、ondesignofthecolumn.Keywords:Ansys;finiteelemen;tcolumn;optimaldesign立柱是加工中心最关键的受力构件,它的强度、为结构的合理设计与改造提供了可靠的理论依[1][2,3]刚度好坏将直接影响到机床的精度和寿命。若据。通过有限元方法对立柱进行分析,并进一采用常规算法进行线形设计计算,则不易给出准确步讨论了结构的改进方法使其各部位应力尽量分布的计算结果,且无法了解立柱各部位的受力状态和均匀、合理,提高强度和刚度,对提高立柱的寿命、加变形情况。导致的
7、结果虽然增加了结构重量,浪费工精度、避免立柱断裂有很好的指导意义。了材料,并且难以提高产品的设计质量和水平。随着计算机与软件技术的日益普及和应用,有限元分1模型的建立析等现代结构分析方法己受到工程设计人员的广泛立柱模型的建立是用三维建模软件PRO/E建认同和采用,并取得了显著的技术经济效益。本文立的。大小与尺寸是严格按照图纸尺寸进行,综合采用Ansys有限元软件分析某卧式加工中心立柱,考虑计算精度的影响及有限元模型的计算规模,根据圣维南原理,对部分局部特征如倒角(圆)、凸台、收稿日期:2007-07-09[4
8、]螺钉孔、油孔和水孔等进行了适当的简化。对于作者简介:张向宇(1983-),硕士研究生,研究方向为加工模拟与硬质合金刀具,ily245@sina.com;熊计(联系人),教授,博士主轴箱,进行静力计算时,为使计算变得相对容易,生导师,xji6789@sina.com是将立柱模型导入Ansys之后,在Ansys平台中建第12期张向宇等:基于Ansys的立柱有限元分析与结构优化设计1603
