龙门加工中心广泛适用于汽车、航空航天、船舶等行业中  ，加大龙门机床的技 术和产品的研发  ，对实现制造装备业的跨跃式发展具有重大的意义 。由于龙门加工 中心的横梁系统是机床的主要承载系统  ，横梁系统的静动热态性能对机床的加工精 度和机床的切削性能影响非常大 。所以  ，对于横梁系统的设计和性能研宄显得尤为重要 。
本文通过有限元分析和理论计算相结合的方法  ，旨在研宄XH2130龙门加工中 心的横梁系统的静动热态特性  ，验证横梁系统各部件设计和性能参数是否达到设计 要求  ，为横梁系统性能的优化提供了理论参考 。主要研宄内容如下：
(1) 横梁系统的静态特性分析 。建立龙门加工中心整机和横梁系统的有限元模 型  ，在受力分析时充分考虑到平衡油缸对其关键部件的影响 。在多种工况下  ，采用 ANSYS Workbench的Scripting功能进行多模型计算  ，得到青争态特性分析结果 。并与 没有加载平衡油缸的分析结果对比可知  ，载入平衡油缸能够有效的减少横梁系统的 总变形量  ，为横梁系统的结构优化提供理论依据 。
(2) 横梁系统模态分析和谐响应分析 。基于模态分析理论概述为基础  ，得到振 动方程 。通过模态分析得到六阶振型和固有频率  ，将固有频率理论计算结果和有限 元分析结果对比发现非常接近  ，验证有限元模型建立和模态分析的正确性 。在模态 分析的基础上  ，对横梁进行谐响应分析  ，考虑系统阻尼对横梁系统的动态性能的影 响  ，并提出系统谐响应改进的措施 。最后  ，对横梁系统中的滚珠丝杠进行模态分析  ， 得到六阶振型和各阶临界转速  ，可知在有效范围内滚珠丝杠不会发生共振 。
(3) 横梁系统中滚珠丝杠热态特性分析 。通过有限元建模分析得到滚珠丝杠系 统的稳态温度场 。然后  ，施加热载荷  ，并对滚珠丝杠系统进行热一结构耦合分析  ， 得到滚珠丝杠系统的总热变形和X、Y、Z三个方向上的热变形情况 。最后  ，分析影 响滚珠丝杠系统热变形的主要因素  ，并提出改善滚珠丝杠系统热态特性的有效措施