选用 solid92 单元, 其有限元模型共有 114 128个单元, 224 481 个节点, 网格图如图4 所示。 床身有限元分析此机床床身采用双导轨结构, 上导轨上依次安装溜 板、工作台、刀架和车刀; 下导轨上安装尾座。本文将对溜 板和尾座都处于导轨最右端这一典型工况进行分析。分 对床身底面上的六个支撑面施加固定约束,对地脚 螺栓孔施加圆柱约束。将溜板、工作台、刀架、车刀和尾座 所受的重力及车刀切削力折算到各导轨面, 得各导轨所承 受的载荷。按照从下到上编号为1、2、3、4, 以压力的形式 表示为: P1 158MPa 458MPa 168MPa 041MPa。 静态分析静态分析表明结构在静力条件下的性能。由分析得 到的位移图5 和应力图6 模态分析模态分析的前10 阶频率如表1 所示。其中第7 率对应的振型图如图7所示。 床身低阶频率表模态阶次 10频率( Hz) 160.68 227. 59 246. 55 384. 63 影响床身动态特性的主要因素是床身的低阶固有频率。其中尤其以第一阶固有频率的影响最为明显。从表 可知,第一阶频率为 160. 68 Hz, 对应最大变形量为 mm,可以满足工作要求。 筋板厚度的灵明度分析机床导轨是机床最重要的部分, 工艺上一般对导轨平 04mm/ 08mm/ m。因为床身内部 结构复杂, 所以一般的改进都希望不做较大的结构改动, 只通过关键尺寸的微调达成目标。本床身内部是复杂的 空腔隔板结构, 筋板的厚度是决定床身刚度的主要参数。 同时因筋板支撑力不够而引起的床身变形将直接导致导 轨的变形, 所以把筋板的厚度作为灵敏度分析的对象, 置其变动范围为15mm~ 19 mm。经分析, 最大变形量与 一阶固频的变化分别如图7、8 所示。 可以看出,当筋板宽度等于18 mm 时对应 的最大变形量最小, 而一阶固频最高, 所以将原实体模型 中的筋板厚度改为18 mm。此时床身的最大变形量最小 且抗振性能最好。 结论本文对ANSYS Workbench 集成研发平台作了简要 介绍, 并以实例说明其在机床分析及改进中的应用。实例 说明, 在运行过程中, ANSYS Workbench集成研发平 台内有限元模型参数的改变可以实时改变Pro/ 中实体模型的同一参数, 即只需调整模型参数, 不必更改模型, 可以达到分析目的。ANSYSWorkbench 集成研发平台 的这一特点不仅使设计研究人员可以方便的选择设计方 而且提供了强有力的设计和分析手段。