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立式加工中心前五階的振動主要是什麽

日期:2019-01-27 10:53 人氣: 來源:快喵app永久官网立式加工中心
    XH786A立式加工中心前五階的振動主要是立柱的振動,立柱是優化的重點。主軸箱和拖板作為剛體隨立柱振動,床身和工作台在前幾階的振動中幾乎沒有變形,立柱-拖板-主軸箱結構的前幾階動態參數完全可以代表整機的前幾階振動的動態參數。
 

 
    去除工作台和床身可以大大減少單元個數,加快計算的收斂,因此在Hypermesh中隻建立立柱-拖板-主軸箱的有限元模型,為了不改變立柱和拖板的外形,把決定立柱和拖板外形的外殼單元作為設計集合(設計區域1、2,即拓撲優化區域),由於主軸的數據不全,適當簡化主軸箱結構作為非設計集合(即非拓撲優化區域),優化的有限元模型如圖2所示。
 
    優化以設計空間單元體積為約束,固有頻率為目標,即尋找結構質量輕且低階頻率提高的空間質量分布。從Hypermesh中後處理,輸出優化後結構的密度雲圖如圖3、4所示。
 
    從密度雲圖中可以看出,整個立柱可分為上下兩部分,在立柱的上半空間,可以明顯的看出立柱的上半空間單元的密度很小,幾乎被拓撲優化求解器清除空,而下半空間的單元很多。這個結果說明立柱下半空間的單元比上半空間的單元對機床的動態特性影響比較大,立柱下半空間的單元對機床動態特性影響的靈敏度比上半空間要大。
 
    這個結果是由立柱在整機中的作用和立柱的橋墩式的結構決定的。
 
    初步計算得到結果,立柱的下半空間的單元剩餘的比較多,上半空間很少。隨著立柱設計空間體積約束上邊界的減小,上半空間的單元幾乎全部被拓撲求解器刪除。立柱的下半空間(立柱的兩個支撐腿)對立柱-拖板-主軸箱結構的固有頻率影響比較大。因此在下麵的拓撲優化模型中,把立柱設計集合分成上下兩部分,橫向拖板內部單元集合為單獨一個設計空間,分別加以體積約束。
 
    3.2體積約束範圍的確定
 
    拓撲優化的結果不僅對單元的大小比較敏感,對體積約束的範圍也很敏感,同樣的單元劃分,體積約束決定優化的結果。設計空間中施加了三個體積約束,、第二個約束都是針對立柱體積的減小的,第三個是對拖板內部空間的。
 
    三個設計集合的體積約束的範圍之間也存在製約關係。對於不同的立柱內部結構,拖板結構也不一樣,這是由拓撲優化的性質決定的。拓撲優化是尋求空間質量的優分布,是尋求力的佳傳遞路線的優化方法。
 
    邊界條件對拓撲優化的結果有很大的影響,對於不同的立柱內部空間結構,意味著空間質量分布的變化,力傳遞路線的變化,邊界條件的變化,因此立柱的上下空間體積約束和拖板內部結構的體積約束是相互影響和製約的。
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