
高密市振飛機(jī)械制造有限公司
經(jīng)營模式:生產(chǎn)加工
地址:山東高密市夏莊鎮(zhèn)河西村
主營:鏜銑頭,銑頭,動(dòng)力銑頭,數(shù)控銑頭,直角銑頭,萬向銑頭
業(yè)務(wù)熱線:0536-2758966
鏜銑頭,銑頭,數(shù)控銑頭
超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
2. 2 建立橫梁體有限元模型
運(yùn)用 Siemens PLM Software NX7. 5 軟件高de 級分析模塊建立橫梁有限元分析模型,為了減少有限元網(wǎng)格數(shù)量和歧異網(wǎng)格的生成,針對橫梁體上對分析結(jié)果影響不大的圓角、小孔和臺階等結(jié)構(gòu)作一定的簡化處理( 即忽略不計(jì)) ; 采用 10 節(jié)點(diǎn)四面體有限單元網(wǎng)格對橫梁體有限元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,劃分結(jié)果為: 橫梁部件中的單元數(shù)目為 328 149,節(jié)點(diǎn)數(shù)目為 397 719。橫梁體有限元?jiǎng)澐纸Y(jié)構(gòu)如圖 4 所示。






超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
文獻(xiàn)[4]中數(shù)控機(jī)床尤其是銑床,橫梁是很關(guān)鍵的結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)水平的好壞直接影響整個(gè)機(jī)床性能。對于橫梁的優(yōu)化主要從兩方面考慮: ①在不增加質(zhì)量的前提下,使橫梁上的大變形化,提高橫梁的靜剛度; ②優(yōu)化中初階固有頻率不小于設(shè)定值,提高橫梁的動(dòng)剛度。優(yōu)化的具體實(shí)施步驟如下: 首先,通過形狀及拓?fù)鋬?yōu)化確定橫梁佳的截面輪廓和肋板布置方案,得到概念模型; 其次,通過尺寸優(yōu)化確定合理的外形尺寸和肋板厚度。CAE 軟件優(yōu)化模塊可以定義多個(gè)設(shè)計(jì)變量和狀態(tài)變量,設(shè)計(jì)變量為自變量,狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)都是設(shè)計(jì)變量的函數(shù)。如橫梁結(jié)構(gòu)的長、寬、高尺寸以及筋板厚度等定義為設(shè)計(jì)變量,橫梁結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力隨設(shè)計(jì)變量的變化而變化,是設(shè)計(jì)變量的函數(shù),可以定義為狀態(tài)變量,使結(jié)構(gòu)重量化定義為目標(biāo)函數(shù)。
超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床橫梁的有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
1 大型龍門機(jī)床橫梁研究進(jìn)展
橫梁是超重型數(shù)控龍門移動(dòng)鏜銑床中的主要支承部件,橫梁結(jié)構(gòu)的好壞直接影響到機(jī)床的使用性能和制造成本。要提高機(jī)床的加工效率、精度,必須考慮機(jī)床結(jié)構(gòu)中橫梁的剛度等靜態(tài)特性。國內(nèi)外在機(jī)床橫梁研究方面主要采用有限元分析方法,對機(jī)床橫梁結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行評估。
在數(shù)控龍門機(jī)床橫梁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,文獻(xiàn)[2]中有橫梁體板筋形式、橫梁體截面形狀及導(dǎo)軌的分布形式可以參考。文獻(xiàn)[3]中不同筋板結(jié)構(gòu)的橫梁抗彎、抗扭能力不同,O 字型結(jié)構(gòu)橫梁除了工藝性能優(yōu)越之外,抗彎抗扭性能也比其他橫梁好,而且各階固有頻率也比其他結(jié)構(gòu)橫梁各階固有頻率高。通過改變橫梁體的結(jié)構(gòu)形式,如: 改變橫梁體截面的長度和寬度、內(nèi)腔筋板的結(jié)構(gòu)形式、橫梁導(dǎo)軌的尺寸大小和厚度、橫梁體的壁厚和關(guān)鍵部位筋板的壁厚等,來提高橫梁體剛性等性能。