基于ANSYS的数控车床床身的动态特性分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·30·计算机应用技术芴2008年第2期总第35卷基于ANSYS的数控车床床身的动态特性分析葛云，张立平，王卫兵，王磊(石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832003)麓要：车床床身是整台机床的基础和支架，它的振动影响着零件的加工精度，由于PRO／E强大的建模功能及ANSYS的分析功能，本文在PRO／E中建立模型，在ANSYS中进行模态分析，提取了床身的前五阶模态，并分析床身的固有频率，振型及其动态特性。为设计者在床身的设计中提供理论依据，避免产生大的振型或者发生共振，从而保证整台机床的设计和加工精度。关键词：有限

2、元；床身；模态分析；谐响应中圈分类号：TB115文献栝识码：A文章编号：1006—0316(2008)02—0030—03Analysisondynamicsoflathe．bedcharacteristicsonANSYSGEYun，ZHANGLi—ping，WANGWei—bing，WANGLei(CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringCollege，ShiheziUniversity，Shihezi832003，China)Abstract：Lathebedisentireplatformmachinetoolb

3、asisandholder，itsvibrationisafectingparttreatingaccuracy，isbuildingthemodelfunctionandtheANSYSanalysisfunctionsincePRO／Eisbigandpowerful，therefore，inthemainbodyofabookbuildingamodelinPRO／E，themodalbeinginprogressinANSYSanalyses，theorderhavingextractedthefirstfiveoflathebedisamodal，anal

4、yseandthelathebednaturalfrequency，shaketypeandtheirdynamicbehaviour．Bethatthedesignerprovidesthetheorybasisinthelathebeddesign，avoidproducingbigvibratingthetypeoroccurrenceresonance，sweartorectifyplatformmachinetooldesignandtreatingaccuracythereby．Keywords：finiteelement；lathebed；modala

5、nalysis；harmonicCJK6032A型数控车床是一种小规格、两轴半1有限元分析软件ANSYS联动的教学型车床，随着主轴转速和刀架移动速度的提高，以及对加工精度要求的提高，要求机床必有限元分析是工程技术领域中实用性最强，应须具有良好的动态性能，即：床身的固有频率不能用最为广泛的数值模拟方法。它的基本思想是将问与激振频率相重合；应具有较高的动刚度和较大的题的求解域划分为一系列单元，单元之间仅靠节点阻尼，使床身在受迫振动的振幅较小。在机床的各连接。单元内部点的待求物理量可由单元节点物理部件中，床身是一个极其重要的大件，它是整台机量通过选定的函数关系插值求得。由

6、于单元形状简床的基础和支架，机床的其他部件，要以它为安装、单，易于由平衡关系或能量关系建立节点量之间的固定的基础，或在它的导轨上运动。床身结构设计方程式，然后将各个单元方程“装配”在一起而形成不合理或刚度不足，会引起床身的各种变形和振动，’总体代数方程组，加入边界条件后即可对方程组求严重影响整机的性能。本文以数控车床的床身为研解。究对象，利用有限元软件ANSYS进行床身的模态ANSYSt¨软件是一个功能强大的结构设计分分析，提取其前五阶模态，分析床身的固有频率，析和结构优化软件包，具有多物理场耦合的功能。振型及其动态特性，最后通过谐响应判断床身的设实体建模采用基于N

7、URBS的三维实体描述法、几计质量。收稿日期：2007—08—09作者简介：石河子大学讲师，研究方向为机械设计制造及其自动化。维普资讯http://www.cqvip.com2008年第2期总第35卷计算机应用技术·31·何体素以及布尔运算。ANSYS设计数据访问模块由模态处理后得到其前5阶固有频率、振幅、如表(DDA)I⋯u够使用户将由CAD建立的模型转换传送1所示，振型分别如图3～图7所示到ANSYS软件中，避免了不必要的重复建模工作。2建立床身的CAE模型]图1数控车床床身CAD模型(1)床身CAD模型的建立由于ANSYS的三维建模能力较弱，而ANSYS提