基于ANSYS的重型机床立柱的静态和模态分析.pdf

《基于ANSYS的重型机床立柱的静态和模态分析.pdf》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、·信息技术·唐朋飞，等·基于ANSYS的重型机床立柱的静态和模态分析基于ANSYS的重型机床立柱的静态和模态分析唐朋飞，郭旭红，张明利，焦猛(1．苏州大学机电工程学院，江苏苏州215006；2．苏州汇源精密机械有限公司江苏苏州215143)摘要：以某重型机床立柱为对象，通过三维制图软件Pro／E建立三维实体模型，把模型导入ANSYS中，对机床立柱进行静力学及模态分析，获得机床立柱的位移分布情况、固有频率和振型。通过ANSYS分析得到的结果为以后对重型机床立柱的优化设计提供了理论依据，缩短了设计周期。关键词：有限元法；静态分析；立柱；优化设计中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1

2、671—5276(2012)06—0111一o4StaticandModalAnalysisofHeavyMachineColumnBasedonANSYSTANGPeng—fei，GUOXu-hong，ZHANGMing·li，JIAOMeng(1．SchoolofMechanical&ElectricalEngineeringofSoochowUniversity，Suzhou215006，China；2．SuzhouJiangyuanPrecisionMachineryCo．，Ltd．。Suzhou215143。China)Abstract：Thispapertakestheco

3、lumnofheavymachineastheobjectofstudyandusesPro／Etobuildthethree-dimensionalsolidmodelwhichisimportedintotheANSYS，andthenmakesthestaticandmodalanalysis，inordertoobtainthedisplacementdistribu-tion，naturalfrequenciesandmodeshapesofthecolumn．ThroughtheresultobtainedbyANSYS，itisprovedthattheresearchg

4、ivesthetheoreticalevidencetotheoptimizationofthheavymachinecolumnandtheperiodofdesignisshortened．’Keywords：finiteelementmethod；staticanalysis；column；optimaldesign对部件性能影响较小的一些细小的结构进行简化处理。0引言本文中通过将ANSYS直接集成到Pro／E中，所以在模型的转换不脱离ANSYS和Pro／E这两个软件的情况下，从随着工业的发展，现代制造业对机床的生产效率和加而实现了无缝连接，真正做到CAD／CAE的一体化，保证工

5、精度提出了更高的要求J。立柱是重型机床的重要零了模型的完整性。部件之一，在机床加工中起着重要的作用。在加工过程立柱材料为HT300，在ANSYS中设置单元类型为中，主轴箱在立柱导轨上上下运动。在载荷的作用下，立Solidi85。定义弹性模量E=1．43X10“Pa，泊松柱会产生变形和振动，这极大地影响了加工中零件的精比／1,=0．27，密度P=7．4X10km。为了后面加载的方度。国内对机床立柱有很多研究，刘江，唐传军等对立便，所以把立柱和主轴箱结合起来建立模型如图1所示。式加工中心立柱进行了动态分析，比较了不同筋板布置对立柱的动态性能的影响；陈庆堂利用ANSYS对数控机床立柱进行了结

6、构分析并对立柱进行了优化，优化设计结果在控制3个方向刚度合理分配的同时，质量减轻了12．87％。本研究中利用三维制图软件Pro／E建立立柱的实体模型，把实体模型导人到ANSYS10．0中，对立柱模型进行应力、变形分析和模态分析，对提高立柱的性能及改善机床的加工精度提供一定的指导意义J。1建立模型图1立柱模型1．1实体模型的建立利用三维制图软件Pro／E进行实体建模，建立立柱实体模型，由于机床立柱的模型比较复杂，为了减小计算量，基金项目：江苏省工业支撑项目(BE20I1076)；苏州市技术专项项目(ZXG20I131)作者简介：唐朋飞(1985-)，男，河南上蔡人，硕士研究生，研究方向：

7、机械制造及其自动化。MachineBuilding田Automation，J．n2012，J(6)：111～114·信息技术·唐朋飞，等·基于ANSYS的重型机床立柱的静态和模态分析柱的整体刚度较好。由于立柱受到侧向力，故向的刚度析[J]．机床与液压，2010，9(38)：91．138．与Y向和向的刚度相比较差，这一点从位移云图中得到[2]陈庆堂．基于ANSYS的数控铣床立柱结构分析及参数优化了验证。从应力云图中可知，立柱受到的最大应力设计[J