基于ANSYS的HTM40100动静态特性分析

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HTM40100卧式车铣加工 中心能进行五轴联动加工，不仅能进行车削、铣削、钻削、镗削等多工序的复合加工，利用多轴联动功能还可完成零件倾斜部位及复杂空间曲面的加工。这台车铣加工 中心体现了当今数控机床高效、高精 、复合化 的发展趋势，具有 国际领先水平 ，是针对 国内汽车、航天、军工等行业对高档数控机床的需求而研制开发的。机床 的动静态特性是影响机床性能 的重要因素 ，它将直接或间接影响机床最后的加工性能 ，特别是高速高精度机床 ，研究其动静态特性对机床性能 的影响尤为重要 J。因此 ，在机床 的设计 过程 中采 用有 限元技术，对机床整机及其功能部件进行动静态特性分析 ，找出系统的薄弱环节 ，使设计 人员 有重点有 步骤地改进结构设计具有重要的指导意义。

l 整机静力学分析1.1 建立有限元模型HTM40100车铣复合加工中心由床身、立柱、导轨、丝杠、滑板、刀架、尾台、主轴箱等零部件组成 ，在进行整机有限元分析之前 ，需要建立各零部件的三维实体模型并进行装配得到整机模型，且不得有干涉。为了提高分析效率，需删去对分析结果影响不大的零部件及特征(如小的倒圆角和螺纹孔等)，然后将整机导入有限元分析软件 ANSYS的 Workbench应用平台，设置好各零部件的密度、弹性模量等材料属性，处理好各零部件间结合部的连接方式 ，进行网格划分。

网格划分质量直接影 响模型 的计算精度 ，为了提高网格质量 ，需要在 网格划分阶段进行严格控制网格大小 。-般来说 ，网格越细，得到的结果就越精确 ，但是网格细化到-定程度后 ，分析的精度却增加很少 ，而花费的时间会成倍增加 ，所以网格并非越细越好 ，应依据零部件尺寸的大续行 网格划分 ，对关键部位 的网格要细-些。网格划分之后 的整机有限元模型如图 1所示。

1.2 重力作用下的变形对于HTM40100这样的大型机床，在计算静力变收稿 日期 ：2012-11-14基金项目：多轴联动数控伺服进给机构误差测试与溯源(2012CB724305)作者简介：史科科(1985-)，男，河南焦作人，沈阳机床设计研究院数字化设计研究所工程师，硕士，研究方向为机床有限元及动力学分析(E-mail)2003 shike###163.tom。

2013年 7月 魏亚鹏，等：实时工业 以太 网技术的研 究 ·53·备，将各种实时以太网同现场总线融合在-起，实现工控领域的物物相联”是未来的发展大趋势。