基于ANSYS的落地式镗铣床动态性能分析

论文摘要

机床是加工制造的基本设备。随着经济及技术的发展,现代制造企业对机床的加工性能及生产效率都提出了更高的要求。机床的加工性能取决于机床的动态性能,机床结构的动态性能对机床的加工精度、切削效率、切削的稳定性和可靠性有很大的影响,目前它己经成为衡量机床结构性能好坏的非常重要的指标。本文以德阳嘉龙机械制造有限公司正在生产的TX6916落地式镗铣床为研究对象,以现有的出现加工波纹的零件为基础,采用有限元和实验的方法,对TX6916落地式镗铣床整机进行了动态特性分析。本文主要包括以下内容：1.参考既有的结合面等效动力学模型,结合TX6916落地式镗铣床的实际情况,确定镗铣床结合部的等效动力学参数。2.在确定机床结合部的等效动力学参数后,根据弹性力学理论和有限元分析的基本理论,利用ANSYS软件中的线性弹簧-阻尼单元COMBIN14建立了组合结构的有限元模型,并对整机进行了模态分析。3.对整机进行了模态实验,运用MATLAB计算软件对测得的数据进行了实验模态分析。将有限元理论计算的结果和模态实验的结果进行了对比分析,验证有限元模型的正确性。4.在模型正确的情况下,运用谐响应分析,得到镗铣床受迫振动的频率范围,并避开这些频率范围以消除加工中的表面波纹。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究意义及来源
• 1.1.1 课题的研究意义
• 1.1.2 课题来源
• 1.2 机床动态特性研究概况
• 1.2.1 机床动态特性研究内容
• 1.2.2 机床动态特性的研究方法
• 1.3 论文研究的内容及目的
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究目的
• 第2章 机床结构结合面有限元模型的建立
• 2.1 机床结合部
• 2.2 结合面的等效动力学模型
• 2.3 结合面等效动力学参数识别
• 2.3.1 理论计算法
• 2.3.2 实验识别法
• 2.3.3 理论建模与动态试验相结合的系统辨识法
• 2.4 落地式镗铣床结合部处理
• 2.4.1 螺栓结合部
• 2.4.2 导轨结合部
• 第3章 落地式镗铣床有限元建模及模态分析
• 3.1 有限元分析法
• 3.1.1 有限元方法概述
• 3.1.2 有限元法的基本步骤
• 3.2 结构模态分析理论
• 3.3 有限元模型的建立
• 3.3.1 ANSYS软件简介
• 3.3.2 有限元模型的准备
• 3.3.3 有限元模型的建立
• 3.4 组合结构的模态分析
• 3.4.1 模态分析计算步骤
• 3.4.2 模态计算结果
• 3.5 落地式镗铣床试验验证
• 3.5.1 实验模态分析概述
• 3.5.2 实验模态分析基本理论
• 3.5.3 测试系统
• 3.5.4 实验方案
• 3.5.5 测试结果分析
• 第4章 落地式镗铣床的谐响应分析
• 4.1 谐响应分析简介
• 4.1.1 谐响应分析的定义
• 4.1.2 谐响应分析的求解方法
• 4.2 落地式镗铣床谐响应分析及其结果
• 4.2.1 模态叠加法谐响应分析步骤
• 4.2.2 模态叠加法谐响应结果分析
• 4.3 落地式镗铣床动态分析与实验数据比较
• 4.4 落地式镗铣床消振措施
• 4.4.1 机床切削振动的原因和种类
• 4.4.2 消振措施的提出
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果