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1、加工中心电主轴模态有限元分析结构的建模和网格划分：有限元分析的最终目的是要还原一个实际工程系统的数学行为特征，也就是说分析必须是针对一个物理原型的准确的数学模型。广义上讲，模型包括所有的节点、单元、材料属性、边界条件，以及其他用来表现这个物理系统的特征。在ANSYS术语中，模型生成一般狭义地指用节点和单元表示空间体域及实际连接的生成过程。_______________________________________________________电主轴建模使用Pro/EWildfire5.0建模，建模完成后在菜单栏——ANSYS12.0选
2、项中选择“ANSYSGeom”，将建立的图形导入到ANSYS中。（如图1、2）（图1）（图2）导入到ANSYS后，界面中并未显示模型，此时在ANSYS菜单栏中选择plot——加工中心电主轴模态有限元分析lines（线框模式）或者volumes（实体模式）就可以看到导入的零件了；本次点选volumes，界面显示主轴的三维模型。（如图3）（图3）ANSYS建模过程：（1）开始确定分析方案。分析目标为加工中心电主轴，模型采取Pro/E三维建模并导入ANSYS，选用SOLID45单元进行离散分网。1.指定分析标题并设置分析范畴：在菜单栏File-
3、>ChangeTitle处修改分析名称为“analysisofaaxis”。再选取ANSYSMainMenu->Preference，在Structure选项前打钩，单击OK。2.定义单元类型：选取ANSYSMainMenu->preprocessor->elementtype->add/edit/delete，在弹出的ElementTypes对话框中单击add，出现libraryofelementtype对话框，在左边的滚动框中单击“structuralsolid”、右边滚动框中单击“quad4node42”。之后单击apply。再在右
4、边的滚动框中单击“brick&node45”。单击ok。单击elementtype对话框中的close按钮。3.指定材料性能：选取ANSYSMain加工中心电主轴模态有限元分析Menu->preprocessor->materialprops->materialmodels,弹出以下对话框，并选择：在弹出的对话框中输入杨氏模量和泊松比（对于各向同性材料来说，选择PRXY或NUXY来输入泊松比是没有任何区别的）：在密度（density）选项处单击：加工中心电主轴模态有限元分析在弹出的对话框中输入材料密度：材料性能指定完毕。（1）设置网格划分
5、控制以建立想要的网格密度。在ANSYSMainMenu->preprocessor->Meshing->meshtool中自动划分网格，如下图：加工中心电主轴模态有限元分析（1）加载及求解：由加工中心皮带轴总装图（如图）可知，主轴的支承并非刚性的，而应该考虑轴承的弹性影响。支撑部分的示意图如上图所示，它由主轴、壳体和轴承组成。可将角接触球轴承简化为弹性支承，支点位置在接触线与主轴轴线的交点处；认为轴承只具有径向刚度，不具有角刚度，如此将支承进一步简化为径向的压缩弹簧质量单元；每个轴承在圆周方向等效分布四个弹簧。如下图：加工中心电主轴模态有
6、限元分析在ANSYS软件进行分析时，每个弹簧用一个弹簧单元Combin14模拟，为了限制主轴X方向的移动，在截面M2上与弹簧相连接的4个主轴上的节点（内圈的4个点）加上UX约束。在弹簧另一端（外圈四个点）为完全固接。添加弹簧单元：点击出现单击Add，出现以下对话框：加工中心电主轴模态有限元分析选择combination和spring-damper14，并点击ok。划分弹簧单元的网格：参照弹簧分布图，在支撑位置的外面添加八个节点，并将它们分别与模型上的对应点连成直线。由弹簧分布图可知，支承位外八个节点和模型对应八个节点的笛卡尔坐标（X,Y,
7、Z）分别为：模型上的点——A11（-50,42.5,0）；A21（-50,-42.5,0）；A31（-50,0,42.5）；A41（-50,0,-42.5）。B11（410,37,0）；B21（410,-37,0）；B31（410,0,37）；B41（410,0,-37）。模型外的点——加工中心电主轴模态有限元分析A12（-50,67.5,0）；A22（-50,-67.5,0）；A32（-50,0,67.5）；A42（-50,0,-67.5）。B11（410,62,0）；B21（410,-62,0）；B31（410,0,62）；B41（4
8、10,0,-62）。将以上各坐标输入Keypoints-OnWorkingPlace弹出的对话框中：然后点击菜单如下图：加工中心电主轴模态有限元分析用鼠标分别选取A11，A12；点击OK。然后
