某型号加工中心整机动态特性有限元分析与测试.pdf

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1、2013年12月机床与液压Dec．2013第41卷第23期MACHINET00L&HYDRAULICSVoI_41No．23DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．23．012某型号加工中心整机动态特性有限元分析与测试李明林，叶伟，李济泽(1．福州大学机械工程及自动化学院，福建福州350108；2．福建工程学院机械与汽车工程学院，福建福州350108)摘要：针对某型号加工中心整机有限元建模和动态特性分析，提出应用柔性连接单元来模拟结合部接触面间的相互作用，基于结合部的基础动态特性参数计算柔性

2、连接单元的动态参数值，从而建立机床固定结合部的有限元模型，并将其应用于机床整机的模态分析。最后对该机床的整机进行模态测试实验，对比研究仿真结果和测试实验结果。结果证明机床固定结合部有限元模型具有较高的有效性和实用性，为机床整机特性的优化设计和表征提供一种简便有效的建模方法。关键词：机床；动态特性；模态分析；有限元法；结合部中图分类号：TG502．31文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)23—045—4FiniteElementAnalysisandExperimentsfortheGlobalDyna

3、micPropertiesofOneMachiningCenterLIMinglin。YEWei，LIJize’(1．CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，FuzhouFujian350108，China；2．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，FujianUniversityofTechnology，FuzhouFuiian350108，China)Abstract：Aimingatt

4、hemodelingandanalysisofglobaldynamicalpropertiesofonemachiningcenterusingthefiniteelementmethod(FEM)，theflexibleconnectingelementwasproposedtomodeltheinteractionatunitjointsurface~Accordingwiththefounda—tionaldynamicalparametersofunitjoint，thedynamicparameteroft

5、heflexibleconnectionelementwascomputed．Then，thefiniteele-mentmodelofthefixedunitjointofmachinetoolswasestablishedtoanalyzethe~obalmodeofthemachinetoo1．Finallyexperimentswereperformedtoobtaintheglobalmodeofthemachinetoolandtobecomparedwiththesimulationresults．Res

6、ultshowsthatthepro—posedfiniteelementmodelisefectiveandpracticabletomodelthefixedunitjointofmachinetools，whichprovidesasimpleandefee—tivemodelingmethodfortheoptimumdesignandcharacterizationofthemachineto1．Keywords：Machinetools；Dynamicalproperties；Modeanalysis；Fi

7、niteelementmethod；Unitjoint机床整机的动态性能是决定机床工艺精度的主要进行分析，最后将有限元计算结果与机床整机实际动因素、是评价机床质量的重要方面，在机床整机动态态测试结果进行比较，验证建模方法的可行性。性能预测中，结合部特性参数起着极其重要的作用。1结合部柔性连接单元模型机床各零部件之间相互作用和接触的表面称为结合在机床整机有限元分析的建模中，各零部件可以部。研究表明，机床总刚度中结合部刚度占据着采用三维实体单元模拟。零部件接触面的相互作用即60％～80％的份额、总阻尼值的90％以上来源于结

8、结合部的连接特性则合部的阻尼；对于由机床结构非线性所诱发的机床颤需选择恰当的单元。动，很大程度上可以归因于机床结合部的非线性特任何结合部都是柔性鄙部件2性。结合部的影响因素很多且其作用机制目前还没有连接，结合部表现出成熟的理论来描述，其建模方法是机床整机设计、性既有弹性又有阻尼。能预测和优化的首要解决的难点之一。作者基于Abaqu