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基于Ansys Workbench數(shù)控加工中心導軌的模態(tài)分析
閱讀：127 發(fā)布時間：2020-8-11文章預覽：
隨著經(jīng)濟和科學技術的發(fā)展，加工中心作為現(xiàn)代加工制造業(yè)基礎設備的重要性更加顯著。高速高精密數(shù)控加工中心因其優(yōu)秀的自動加工工藝和加工質量，吸引了世界各國制造業(yè)科研人員的關注。而國內學者針對數(shù)控加工中心的模態(tài)分析已開展相關研究，孫椰望等人[1]對關鍵運動副特點的數(shù)控加工中心模態(tài)進行了分析研究;付鐵等人[2]分析了加工中心位置變化對固有頻率的影響規(guī)律；呂冬梅[3]采用流行的Poly - Max模態(tài)參數(shù)識別方法，對實測的頻響函數(shù)數(shù)據(jù)進行分析研究；馬龍等人[4]研究了絲杠支撐形式的改變對加工中心性能的影響；羅冬梅[5]設計并改造了能夠改善加工中心性能的空間補償儀。由于大多數(shù)的學者對加工中心的研究主要集中在加工中心整體性能的分析，而對加工中心直線導軌-滑塊機構這一重要結構的研究成果較少。目前，有限元分析是一種有效分析計算復雜結構的數(shù)值計算工具[6]。因此，為研究數(shù)控加工中心的性能特性，本文選取單一方向的導軌-滑塊機構進行研究，分析其對數(shù)控加工中心整車的影響[〃]，并利用SolidWorks建立數(shù)控加工中心三維模型。同時，采用通用有限元軟件Ansys Workbench對加工中心直線導軌-滑塊機構的固有頻率和模態(tài)振型進行求解，分析該機構在全約束（degree of freedom, DOF)和自由狀態(tài)下前6階振型的變形情況。該研究為數(shù)控加工中心的性能優(yōu)化提供了實際有效的建議。
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結束語：
本文運用有限元分析軟件對高速高精密數(shù)控加工中心z向直線導軌-滑塊機構進行動力學仿真分析，對影響加工中心加工精度的受激振動問題，提取模型的前6階固有頻率和主振型進行研究。本文的研究結果與國內外學者對整車振動的研究相比，局部機構的振動同樣對加工中心有重要影響。通過模態(tài)實驗，得到約束狀態(tài)下的導軌-滑塊機構動力學參數(shù)，實驗結果為機構幾何的改進提供方向性的支撐。本課題下一步可借助1sight協(xié)同優(yōu)化軟件，優(yōu)化得出滿足加工中心振動性能的幾何結構方案。