钢纤维树脂混凝土填充结构机床构件静动态性能研究

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1、钢纤维树脂混凝土填充结构机床构件静动态性能研究徐平盖巍巍于英华(辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)摘要：为研究钢纤维树脂混凝土填充结构机床构件的性能，对钢纤维树脂混凝土结构、铸铁结构和钢纤维树脂混凝土填充结构进行了静力、模态和谐响应分析。通过对3种结构的动静态性能分析结果对比研究，最终验证了钢纤维树脂混凝土填充结构机床构件在动静态性能方面的优越性及其在机床产业中的应用前景。关键词：钢纤维树脂混凝土填充结构机床构件静动态性能中图分类号：TH142．1文献标识码：ATheperformanceofmachine

2、toolcomponentofsteelfiberconcretefilledstructureXUPing，GAIWeiwei，YUYinghua(MechanicalEngineeringCollege，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，CHN)Abstract：Tostudytheperformanceofmachinetoolcomponentofsteelfiberconcretefilledstructure．Inthispaper，weconductstatic，m

3、odalandharmonicresponseanalysisforthestructureofsteelfiberconcrete，thestructureofeastironandsteelfiberconcretefilledstructures．Throughthecomparativestudyofthethreestructures，finallytheadvantagesofsteelfiberconcretefilledstructureofmachinetoolcomponentsinthestatican

4、ddynamicperformanceanditsprospectinthemachinetoolindustryhavebeenpr(ned．Keywords：SteelFiberConcreteFilledStructure；MachineComponents；StaticandDynamicPerformalice现代机械加工业向着高速、高精、重载的方向发动静态特性，以证明钢纤维树脂混凝土填充结构性能展，因此对机床构件的性能要求也越来越高。传统机的优越性。床结构使用的是铸铁材料，具有静刚度高，切削性能1构件截面形状及尺

5、寸好，易加工的优点，但是其阻尼特性与热稳定性不突出。为此笔者课题组于1995年就提出并开始研究为方便问题研究，对BXM20重型龙门刨铣床横梁利用钢纤维树脂混凝土替代铸铁来制造机床基础件。进行简化，简化后梁构件的结构尺寸参见1及表1。研究表明，利用钢纤维树脂混凝土制造的机床基础件钢纤维树脂混凝土结构、铸铁结构和钢纤维树脂混凝的阻尼特性有了很大的提高¨』。若能利用铸铁做结土框架结构3种粱截面结构尺寸和长度都相同。构填充，钢纤维树脂混凝土做填充物，制成钢纤维树脂2构件有限元分析混凝土填充结构，就可以将两种材料各自的优势充分结合利用

6、，使机床动静态性能有很大提升。而且钢纤2．1建立模型在ANSYS前处理模块PREP'／中根衷1所设计维树脂混凝土填充结构在制造过程中可以省去模具制造的环节，因为铸铁填充本身就可以作为钢纤维树脂混凝土的固化模具，同时由于内部填充的是钢纤维树脂混凝土，可以降低构件质量，节省制造成本。本文以BXM20重型龙门刨铣床机床横梁结构为研究模(a)钢纤维树脂(b)铸铁结构(c)钢纤维树脂混型，分别利用以上3种材料作为横梁结构材料，并对他混凝土结构凝1．填充结构们进行有限元分析，比较使用不同材料情况下，结构的图l构件图$辽宁省教育厅科学技术

7、研究(重点实验室建设)资助项臼(2008Sl06)·66·ulll耳DesignandReea『ch设计与研究的尺寸创建横梁模型，如图1所示。和钢纤维树脂混凝土填充结构相比，运动区域大小相2．1．1定义单元及材料属性当。但是，钢纤维树脂混凝土填充结构的质点运动更铸铁采用HT250，弹性模量为1．1×10Pa，泊松比为均匀有序，更有利于力在结构中的扩散，卸载力的能为0．27，密度为7．8g／cm3l；钢纤维树脂混凝土采用力更强。我们前期研究获得的最佳组分配备的配比钢纤维树脂表23种材料静力分析的数值结果m混凝土J，其弹性模量为

8、0．7896×10Pa，泊松比为材料钢纤维树脂铸铁钢纤维树脂混混凝土凝土填充结构0．25，密度为2．5g／em。最大变形0．3470．05060．O5l4表13种结构具体尺寸#l'／mm内／ram构件名称长宽高长宽高钢纤维3004025铸铁30040253003520填充300402530