GK650数控加工中心参数化模型动力修改__墨水学术,论文发表,发表(2)
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,是分析研究的重点。将结果进行比较分析,立柱厚度的改变能很大程度改变的横梁、立柱结构动态性能,结果如表1所示。
表1 立柱外壁不同厚度的固有频率
厚度(mm) 固有频率(Hz)
一阶 二阶 三阶 四阶
20 125 159 308 411
25 135 170 323 427
由表1可看出,中立柱表面厚度改变,带来固有频率变化最明显。是当立柱厚度为25mm时,其第二、三、四阶固有频率都有15%的提升。这三阶模态是影响加工精度的一个重要原因。通过对增加立柱表面厚度,能很好改变横梁、立柱结构动态特性。
5立柱两侧加翼结构动态特性分析
a型 b型 c型
图4 立柱侧翼结构改进后模型示意图
由上面的分析可知,立柱质量特性的改变,带来结构动态特性的改变最为明显。现利用参数化模型的特点,对立柱的扑托结构进行改进。根据GK650装配结构,立柱两侧还具有一定位置空间,可进行结构修改。在尽可能不改变GK650原来装配安装位置,在立柱两侧加上不同尺寸和数目的侧翼,结构改进方案,如图4所示。
改进a型:加三角箱形立柱,长100mm,宽30mm,高630mm;
改进b型:加矩形侧翼两条,长50mm,宽30mm,高630mm;
改进c型:加矩形式立柱,长50mm,宽30mm,高630mm;
表2 立柱的侧翼不同改进方案结构固有频率
改进模型 固有频率(Hz)
一阶 二阶 三阶 四阶
c型 135 195 331 400
e型 132 224 326 402
f型 139 239 349 406
由表2可知,改进方案中,长方型侧翼要比三角形侧翼要好,固有频率的改变都比同类三角侧翼方案要高。其中,结果最好的为c型模型,对比与表1的结果,二阶固有频率比原来提升63%,三阶固有频率提升了20%。从结果分析得知,加上侧翼结构对二阶固有频率影响最为敏感,侧翼的增加对3阶模态的改变有一定作用,但是带来效果的提升没有2阶振型那样明显。而侧翼结构对提升一阶与四阶固有频率影响不大。
6 结论
1)根据横梁、立柱结构特点,建立参数化实体建模。通过对结构参数的修改,获得新的有限元模型,并通过比较计算结果,选择出最合理的结构形状和尺寸,从而得到产品的最佳结构。
2)通过对数控加工中心的立柱和和横梁的厚度,作动态分