高效立式加工中心立柱静动态分析与结构优化


 1.立柱结构模型的建立

    用于三维图整治软件下载 Solidworks 打造粗丽驰加工中心局立柱数子化整治 有时候成了能便捷地在实施组成特征的定性介绍时有能够地来计算后果 时又能提高定性介绍极限速度各种定性介绍精确度 前提相辅相成柱整治实施组成特征的抽象化版 清掉立柱组成特征的中对定性介绍直接影响不多的凸台 内螺纹孔各种倒角 行而得出抽象化版的立柱数子化整治

2.立柱静 动向的性能研究分析
    (1)单无查找及网格区划
     立柱的数据调节 建筑材料为 HT250 各向女同性 物质平均 弹力模量 130 GPa 泊松比 =0.25 体积密度=7.4 g/mm3主要是因为生产加工公司立柱的结构设计简化 因为网格区分将进行 Solidworks Simulation 前杠格自动化区分技巧 此外方便也可以变少单无尺寸用户 上升阐述网络速度 用高品质高质量保证单无尺寸 区分后网络节点总额为 93 626 单无尺寸数为52 494

    (2)立柱的静态数据分折
     静止分享是算起在比较固定力矩系数目的下节构有的位移 地应力包括应变速率 且不必须 考虑到惯性力和阻尼的不良影响 在 实施受限元分享时约束力产生在立柱最下面与床身碰触的 4 个四方形空间区域 立柱受到运行力矩系数最主要的是夹头箱的重力作用和磨削力 以转孔为典型性工程j9九游会平台 立柱弯矩图甲 2 图甲中 沿 轴放向的力矩系数分开为 1= 2=177.9 N 3= 4=233.1 N 沿 轴放向的力矩系数分开为 1= 2=277.1 N 3= 4=-266.1 N 包括沿 轴放向的力矩系数 =271.4 N

     将加数化对模型导到 Solidworks Simulation 便可展开求根运算 求根后的立柱位移云图长为 3 图 4
所显示 由图 3 图 4 就能够能够 向位移转化量极大其极大遭受形变量为 6.55e-4 mm 所以说遭受在立柱的垂直于体两侧 而 向遭受形变较小 就能够忘记 所以说就能够利用提升肋板厚 立柱厚度以其提升肋板功能分区来延长立柱的刚度系数

    (3)立柱的动态图介绍
     的的日常新日常动态效能分折可不可能发生变化出成分的 个共振功能运作 即一直有頻率和振型 这 个功能是的的日常新日常动态分折中 个根本的运作 因在的的日常新日常动态效能分折中与受力相关 进而就能充沛体现了成分功能 但是可不可能从分折最终结果中看出来其成分的簿弱环节 然而为成分推广能提供根据模态分折中该立柱的定义增加在立柱边侧与床身接觸的 个方通地方 立柱的共振是由各阶振型的线性网络堆砌 其低阶振型比低阶振型影晌大 更为低阶影晌越大 低阶振型相辅相成柱的的的日常新日常动态效能加决定了做用 从而 取立柱的前 阶模态振型确定的的日常新日常动态效能分折将数值化3d模型和定义添加 Solidworks Simulation便可确定近似统计运算 执行统计后 都有机会得到到立柱的前 5阶一直有頻率和振型
      由图 5 图 9可预知 前 阶之前帧率分开 为 146.48Hz 164.43 Hz 300.59 Hz 434.27 Hz 446.24 Hz 第 1
阶振型包括突出表現为立柱上端沿 轴摇晃震动问题 第 2阶振型包括突出表現为立柱上端沿 轴摇晃震动问题 第 3阶振型包括突出表現为立柱沿 轴受压震动问题 第 4 阶振型包括突出表現为在里头开窗通风有些做内凹震动问题 第 5 阶

 

振型近似于于第4阶振型 。可看得出第四、第2、第4阶振 型为线条震动问题  ,而第4、第5振型为整体风格震动问题 。第四、 第2阶振型的一直有帧率较低  ,可确认增强立柱抗弯刚度 来提生的的动态性能方面 。

 

3立柱型式性能网站优化

 

进行对粗加工基地立柱的静、动向功能分折可以知道  , 其影响力影响通常有立柱的钢度比、伺服电机箱的自重、情况、 切割载重和立柱文件等 。若提升 立柱的静、动向性 能  ,最有效地的办法就是说提升 立柱的钢度比 。

 

(1)立柱设计的情况报告实际上定

 

立柱的应力与断面模样和寸尺关以  ,而损害立 柱的断面模样和寸尺条件诸多  ,选择断面模样和尺 寸较优秀的立柱  ,就当上二件是非常复杂化的岗位上 。选用 正交疲劳现场实验法  ,早已极大减少疲劳现场实验单次  ,而使极大减少一系不 有需要的岗位上量 。

 

①考虑立柱管厚、肋板厚、顶端开天窗规格看作 正交疲劳试验的3个问题;②跟据任一的设计运作的范围图 内选出3个有差异 能力的值;③选用正交耐压试验表L9(34)  , 所以确认9个正交制定解决方案如表1随时 。

 

1 正交检测工作方案

 

可靠性试验号

 

厚度

 

/mm

 

肋板厚

 

/mm

 

开窗通风面积大小

 

/mm2

 

磨损量

 

/mm

 

1阶规律 /Hz

 

1

 

18

 

14

 

100x280

 

7.22e-4

 

142.79

 

2

 

18

 

16

 

120x300

 

7.11e-4

 

143.44

 

3

 

18

 

18

 

140x320

 

7.02e-4

 

143.99

 

4

 

20

 

14

 

120x300

 

6.69e-4

 

145.88

 

5

 

20

 

16

 

140x320

 

6.57e-4

 

146.35

 

6

 

20

 

18

 

100x280

 

6.64e-4

 

145.94

 

7

 

22

 

14

 

140x320

 

6.23e-4

 

148.24

 

8

 

22

 

16

 

100x280

 

6.29e-4

 

147.49

 

9

 

22

 

18

 

120x300

 

6.22e-4

 

147.82

 


 

 

选用Solidworks对应形成9个工作方案的立柱数字9化 仿真模型  ,并且带到有局限兀概述软件下载Solidworks Simulation 实现求得运算  ,算出9个设计立柱的响动态的特点分 析结果显示即扭曲量与1阶频次如表1如下 。

 

(2)     立柱指标多计划发暗调优

 

多总体总体对方发虚优化网络系统论是在针对解微分方程各单总体总体对方 大问题认同解的地基上找多总体总体对方利润最大化解  ,会多方面 呈现两者中间的主动问题  ,会好一点地要兼具到数个目 标  ,且各总体总体对方中间的对比最有利于会在网站权重充分 呈现 。

关键在于网络综合性评估决定各条件二元对立柱空间结构的影响力  ,现以 大概网络综合性评估评定值是网络综合性评估评定招生因素 。以磨损量、1阶 概率为评定招生因素集^=|匕   , 。以正交耐压试验定制的 9个定制情况报告为评定关键字集  ,D=|di  ,d2  ,…  ,本! 。构建 评议指标图集U对评说级V的所属方程公式   ,使会按照所属 方程公式计算出来能够 的所属度值的多少与该指标值在结合评介中的主要性相应用  ,归属指数涵数为增涵数指数涵数 。

 

2单统计指标的所属度值和模糊的一体化评议值

 

 

 

管厚

 

/mm

 

C1

 

肋板厚

 

/mm

 

C2

 

要求开窗高低 /mm

 

C3

 

膨胀

 

 

r1n

 

1

 

频点

 

基础性

 

评论值

 

bn

 

1

 

18

 

14

 

100x280

 

0.00

 

0.000 0

 

0.000 0

 

2

 

18

 

16

 

120x300

 

0.11

 

0.119 3

 

0.1147

 

3

 

18

 

18

 

140x320

 

0.20

 

0.220 2

 

0.210 1

 

4

 

20

 

14

 

120x300

 

0.53

 

0.567 0

 

0.548 5

 

5

 

20

 

16

 

140x320

 

0.65

 

0.653 2

 

0.651 6

 

6

 

20

 

18

 

100x280

 

0.58

 

0.578 0

 

0.579 0

 

7

 

22

 

14

 

140x320

 

0.99

 

1.000 0

 

0.995 0

 

8

 

22

 

16

 

100x280

 

0.93

 

0.862 4

 

0.896 2

 

9

 

22

 

18

 

120x300

 

1.00

 

0.923 0

 

0.961 5

 


 

 

A包括标集U上的模湖子集  ,称作权值分派 集  ,它投诉各公式的必要程度上 。在立柱开发中   ,弯曲 量和1阶频次直接的影响到其加工处理的误差  ,各取权值为 0.5 。在此模湖子集A判定为:A=|0.5/Y1  ,0.5/Y2l  ,简 记为:A=|0.5,0.5! 。

 

在考核集V上接入一个损坏子集B  ,通称评述 级   ,它的发虚评述B=|b1  ,b2,…  ,b9!  ,由看不清引流矩阵R 与综合排序计算集A经模模糊糊调整受到:B=AoR 。模糊的运 算具体方法有许多  ,采用了M(.  ,+ )算子对B=AoR去模 糊放大  ,取得总合评定不清楚子集B的隶属于度b„  ,即 不清结合点评值  ,如表2一样 。

 

由主边际效果研究计算出  ,推测3个设汁规格相辅相成柱 结合能力的决定横向面从大到小逐一为焊接钢管管壁、顶端开 窗深浅、肋板厚;由两j9九游会平台要素内的信息交互式设计边际效果分折可 知  ,焊接钢管管壁与打开窗户深浅的信息交互式设计边际效果最高;由所有的j9九游会平台要素 各横向面组合的信息交互式设计边际效果研究推测  ,在所有的可以的3 种j9九游会平台要素各横向面组合中  ,焊接钢管管壁22 mm、肋板厚18 mm、开 窗大小不一140 mmx320 mm对总合性评论值的反应较大 。 故此在考虑的等交互帮助时候下   ,本身参数设置组合式能够 的 总合性评论值非常好 。

 

(2)     调整后立柱设计功能深入分析

 

依照朦胧总体判断值最容易的立柱的设计指标:壁

 

厚22 mm、肋板厚18 mm、打开窗子大小不一140 mmx320 mm  , 技术应用Solidworks设立该策划方案的立柱自然数化实体模型  ,并 导进有限公司英文兀研究分析APPSolidworks Simulation中对其进行 有限的兀静、的动态特质进行分析  。

 

基于网站优化前、后立柱机构的有限的元探讨毕竟  , 将上限变形几率量、1阶之前声音频率多少个最重要要的指标体系汇 总如表3如下 。

由表3结局意味着  ,seo后的立柱节构与seo前来设计结构特征较大 位移减小了好几圈 6%  ,1阶一直有速率增大了1.2%  。

 

表3立柱调优前后左右设计设计静各式各样探讨报告单较好

 

方案范文

 

 

固定性频繁/Hz

 

 

位移

 

/mm

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

原定制

 

146.48

 

164.43

 

300.59

 

434.27

 

446.24

 

6.55e-4

 

优化调整后

 

148.22

 

165.52

 

303.29

 

439.74

 

445.36

 

6.16e-4

 

发展量

 

1.74

 

1.09

 

2.7

 

5.47

 

-0.88

 

-3.9e-5

 

%

 

1.2

 

0.6

 

0.9

 

1.3

 

-0.2

 

-6


 4结语

应用软件Simulation有限制元深入分析系统软件  ,对所方案的 高效性双面加工处理心中立柱进行了静、动态的特征参数了解  , 领取了立柱我不同向盘上的弯矩压扁  ,按照相辅相成柱 的之前声音频率及振型的分折  ,可以获得了立柱的动向性能特点 性能参数 。综合管理综合运用正交试验报告设置、模湖数学中和有现元 阐述方法论   ,相对柱的结构设计指标完成了多最终目标模湖优 化 。介绍说明  ,根据Soildworks Simulation有限公司元分析办法对生产制造重心立柱完成静、动向性能指标深入分析  ,可能 飞速合理地确实立柱形式运作的最优性构思  ,拉长产 品的校正时间间隔甚至不少的校正和运算事情  ,为加工中心 形式SEO优化构思提供了了种新的途经 。

 
 
从文中由伯特利数铣整理出来发表论文篇文章均源于互联网全部专业学习规范  ,男模博客请写明!
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