机床整机的动态特性分析

基于SAMCEF平台的机床整机动态特性分析机床的动态性能决定了机床的加工能力。

为分析优化机床的动态特性，研发人员在SAMCEF平台下，建立了机床的动力学模型，对该模型进行模态分析，同时采用LMS设备对该机床进行模态测试。

对比发现有限元计算振型与实验基本一致，计算得到的固有频率与实验得到的频率误差在16%之内，验证了该模型的可靠性。

利用该有限元模型，把所有部件作为柔性体建立动力学模型，进行多体动力学分析，研究载荷作用下导向部件及结构部件的动态应力变化情况，分析结果为机床优化设计提供方向。

机床作为生产的重要工具和设备，也被称为工作母机，其动态性能与其加工性能紧密相关，并直接影响所加工零件的精度。

随着现代设计方法的广泛运用，对机床进行动态特性分析，用动态设计取代静态设计已成为机床设计发展的必然趋势。

在设计中，仅对机床部件进行动态分析无法全面反映机床的整体性能。

因此，要对机床性能进行准确的预测，必须对机床整机进行动力学分析。

伴随着计算机计算速度的飞速提升，有限元分析成为分析计算复杂结构的一种极为有效的数值计算方法，为机床整机的振动模态理论分析提供了有力的工具。

本文利用SAMCEF动力学仿真平台和模态实验相结合的方式，对机床进行有限元计算和模态实验分析，为新产品研发设计提供了参考。

一、模态分析的基本理论振动现象是机械结构经常需要面对的问题之一。

由于振动会造成结构的共振或疲劳，从而破坏结构，所以必须通过模态分析了解模型的各阶固有频率和振型，避免在实际工况中因共振因素造成结构的损坏。

模态分析可以用来确定模型或结构的振动特性，对复杂结构进行精确的模态分析，将为评价现有结构的动态特性，诊断及预报结构系统的故障，新产品动态性能的预估及优化设计提供科学的依据。

三、机床模态实验本次试验是与LMS公司中国区技术支持工程师共同合作完成，针对VMC0540d立式加工中心进行模态实验，确定该机床的结构动力学参数，如图4所示。

同时，此次试验采用了LMS提供的测试设备及相应的分析软件：LMS SC310前端、PCB 333B30单向加速度计、激振器及功率放大器（3台）以及LMS Test Lab 9B模态测试分析软件等。

机床主轴系统的动态特性研究引言：机床作为制造业中的重要设备，起着关键的作用。

而机床的核心部件之一，主轴系统，直接影响着机床的性能和精度。

因此，研究机床主轴系统的动态特性，对于优化机床设计和提高加工效率具有重要意义。

一、机床主轴系统简介机床主轴系统是机床的核心部件之一，主要由电机、轴承、刚性连接件等组成。

它承载着传递动力和负载的功能，同时具备高速运转和精确控制的要求。

二、机床主轴系统的动态特性1. 动态刚性机床主轴系统的动态刚性是指在外界作用下，主轴系统的变形程度。

它直接影响着机床的切削精度和表面质量。

动态刚性的研究中，需要考虑轴承、刚性连接件的刚性和主轴的轻负载刚度。

2. 动态特征频率机床主轴系统具有多个共振频率，它们对应着系统的固有振动频率。

在机床的实际工作中，共振频率的发生会导致机床的振动加剧，甚至发生共振破坏。

因此，研究机床主轴系统的动态特征频率，是保证机床运行安全和精度的重要手段。

3. 动态不平衡机床主轴系统在高速运转时，常常会出现动态不平衡现象。

不平衡会导致系统振动加剧，降低机床的加工精度和表面质量。

因此，研究机床主轴系统的动态不平衡特性，有助于提高机床的稳定性和加工质量。

三、机床主轴系统动态特性的研究方法1. 实验方法实验方法是研究机床主轴系统动态特性的常用手段。

通过在实验台上设置传感器，测量主轴系统的振动和共振频率。

同时，通过调整传动系统的参数，得到不同工况下的动态特性参数。

2. 数值模拟方法数值模拟方法是基于有限元理论和计算流体力学理论，对机床主轴系统进行模拟和分析。

通过建立数学模型，求解主轴系统的振动方程和流体流动方程，得到系统的动态特性。

3. 优化设计方法优化设计方法是通过改变机床主轴系统的结构参数，以优化系统的动态特性。

通过优化设计，可以提高系统的刚性、降低共振频率、减小不平衡量等，从而提高机床的性能和精度。

四、机床主轴系统动态特性研究的应用和前景1. 应用研究机床主轴系统的动态特性对于优化机床设计、提高加工效率和质量具有重要意义。

机床动态设计随着高速切削技术的发展推动了各种数控机床的出现及迅速发展。

新颖的机械结构系统使现代数控机床比传统的数控机床的运动速度提高了5-10倍，与此相应它对动态性能的要求比传统机床提高了很多倍。

这就使得我国数控机床的水平与国际先进水平的差距更大。

主要表现在：可靠性差、应变能力差、产品开发周期长、设计手段落后等，并且业内人士意识到我国数控机床的薄弱环节已从数控系统转移到机械系统。

但传统的机床设计主要是经验设计和实验相结合，其步骤是:经验设计—样机试制—样机测试—改进设。

这种方法耗费大量的人力和财力，且周期长，效果差。

因此长期沿用的以经验设计为主的落后设计方法必须改变。

Error: A mesh could not be generated using the current meshing options and settings. Hint: The problem geometry areas might have been highlighted. Switching to wireframe mode may make them more visible. Project>Model>Mesh 5/4/2010 2:06:17 PM1 机械结构动态设计的发展传统的设计方法越来越难以满足市场的迅速变化，同时，很难综合考虑各方面的约束条件，得到的往往只是复杂问题的可行方案，而非最优方案，也难以很好的满足机械设备动态特性要求。

对产品进行动态优化设计，可以在很大程度上解决此类问题，其特点是把问题解决在设计阶段，其优点是代价较小，能够适应当前激烈的市场竞争的需要。

机械结构动态设计是一项涉及现代动态分析，计算机技术，产品结构动力学理论，设计方法学等众多科学领域的高新技术。

其基本思想是对按功能要求设计的结构图纸或要改进的机械结构进行动力学建模，并做动特性分析。

根据对其动特性的要求或预定的动态设计目标，进行结构修改，再设计和结构重分析，直到满足结构动特性的设计要求。

机床结构刚度与动态响应特性分析机床是现代制造业中不可或缺的设备，其具有重要的作用。

而在机床设计与制造中，机床结构的刚度与动态响应特性一直是关注的焦点。

本文将对机床结构刚度与动态响应特性进行分析，探讨其对机床性能和加工质量的影响。

一、机床结构刚度的重要性机床的结构刚度是指机床在受到外力作用时不会产生较大的变形或变形能够较快恢复到初始状态的能力。

刚度越高，机床的稳定性越好，加工精度越高。

1.1 刚度对准确加工的影响机床的刚度直接决定了机床在加工过程中的变形情况。

如果机床结构刚度较低，受到切削力的作用时会产生较大的变形，导致加工精度降低，甚至无法满足加工要求。

而高刚度的机床可以在受力时保持结构稳定，减少变形，从而实现高精度加工。

1.2 刚度对加工效率的影响机床的刚度还与加工效率密切相关。

高刚度的机床能够抵抗较大的切削力，降低机床的振动和共振现象，提高加工稳定性和工作效率。

二、机床结构刚度的优化方法为了提高机床结构的刚度，设计和制造时需要采取一系列的优化方法。

2.1 材料选择与工艺机床结构的刚度与所选材料的强度和刚度相关。

通常情况下，材料的强度和刚度越高，机床结构的刚度也越高。

因此，在机床结构设计中，应选择高强度、高刚度的材料。

另外，在制造过程中，也需要采取合适的工艺，如铸造、锻造、焊接等，来提高机床结构的刚度。

2.2 结构设计与加强在机床结构设计中，可以通过改进结构形式和加强关键部位来提高机床的刚度。

例如，增加梁柱的截面积、增加连接梁的数量、增加结构支撑等。

此外，还可以采用一些增强措施，如设置加强筋、增加金属轴承等，来提高机床结构的刚度。

三、机床动态响应特性的分析与优化机床的动态响应特性是指机床在运动过程中的振动特性和表现。

在机床加工过程中，动态响应特性对加工质量和工作效率有重要影响。

因此，对机床的动态响应特性进行分析和优化是非常必要的。

3.1 振动模态分析振动模态分析是一种常用的方法，用于研究机床结构的振动特性。

数控机床主轴静动态特性分析与优化设计数控机床主轴的静动态特性分析与优化设计在机床设计中扮演着重要的角色。

主轴的质量、刚度和动力性能直接影响着数控机床的加工精度和生产效率。

因此，针对数控机床主轴的静动态特性进行分析和优化设计是非常必要的。

首先，对数控机床主轴的静态特性进行分析是基础。

静态特性主要包括主轴的刚度、负载能力和转速范围。

刚度是指主轴在受力时的变形能力，直接影响着机床的切削精度。

负载能力指主轴能够承受的最大切削力或轴向力，取决于主轴的结构和材料。

转速范围则指主轴的最大和最小可工作转速，根据机床加工要求和主轴的功率决定。

其次，对数控机床主轴的动态特性进行分析是优化设计的重要环节。

动态特性主要包括主轴的运行平稳性、动态刚度和各模态的特性频率。

运行平稳性是指主轴在工作状态下的振动情况，对加工表面质量和刀具寿命有重要影响。

动态刚度是指主轴在受力时的变形能力在一定频率下的响应能力。

各模态的特性频率则表征着主轴在不同振动模态下的响应频率和振动幅度。

针对数控机床主轴的静动态特性，可以采取以下优化设计措施。

首先是通过优选材料和适当加工工艺来提高主轴的刚度和负载能力。

其次是采用适当的轴承和润滑方式，减小主轴的摩擦和磨损，提高运行平稳性。

此外，还可以通过调整主轴的结构和参数来提高动态刚度和各模态的特性频率。

例如，增加主轴的直径、改变轴承支撑形式等。

在数控机床主轴静动态特性优化设计过程中，还需要考虑与其他系统和结构的配合，如主轴驱动装置、刀具系统等。

同时，结合实际工艺要求和机床制造能力，进行多种参数的优化设计，以实现最佳的综合性能。

总之，数控机床主轴的静动态特性分析与优化设计是非常重要的工作，直接关系到数控机床的加工质量和生产效率。

通过对主轴材料、结构和参数的优化设计，可以提高数控机床主轴的静态刚度、负载能力和动态性能，进而提高数控机床的加工精度和生产效率。

数控机床关键部件动态特性分析【摘要】现代科学技术不断发展，数控机床已经应用于各个企业中，而主轴组件是数控机床的最重要组成部分，主轴部件的动态性能好与坏直接影响着数控机床加工性能的优劣，本文就是针对主轴部件的动态特性展开理论分析和研究。

【关键词】数控机床；主轴部件；动态分析一、前言随着社会的不断进步，市场需求量日益增多，人们对产品质量的追求提高，企业为了能够适应市场发展环境就必须提高自身的加工技术，因此数控机床得以被广泛应用。

主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗震性和热变性对加工质量都有直接影响，特别是数控机床在加工过程中不进行人工调整，这些影响就更为严重。

数控机床主轴部件在结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具的自动装夹、主轴的定向停止等问题。

机床主轴的前部安装的刀柄刀具和被加工工件，直接参与切削加工的整个过程，其性能直接影响着精、表面粗糙度、加工质量及效率。

研究表明中型车床在不同频率的动载荷作用下,主轴部件在综合位移中所占的比例最大，未处共振状态下占30%～40%，共振状态下占60%～80%。

二、机床主轴动态研究的内容在数控机床当中无论哪一种类型的机床，其主轴同传动轴在使用的过程中，都是要进行运动和扭矩的传递来确保轴上的传动件以及轴承可以正常运作，二者的工作看起来很相似，但还是有区别的，主轴要直接去带动所要加工的工件或者刀具加工，因此主轴不仅仅具有一般传动轴的功能，还有更多的功能。

所以为了使整个主轴部件的整体精度可以得到保证，就必须要找出影响主轴质量的主要因素，消除各个因素当中不良的影响，只有这样主轴的整体质量才能不断的提升，查阅相关的资料可以知道，影响主轴质量的主要因素主要有以下的几个方面，分别是主轴的结构、主轴的主要参数、静刚度的设计验算、主轴材料及热处理和技术要求。

在这里需要特别说明的是主轴的硬度是直接影响主轴、主轴部件的精度和寿命的一个重要原因，同时也会影响机床的加工精度和使用寿命。

数控机床的动态特性概述李凯旋研究机床动态特性的重要性和必要性现代机床正向高速，大功率，高精度的方向发展，除了要求机床重量轻，成本低，使用方便和具有良好的工艺性能外，对机床的加工性能要求也愈来愈高。

机床的加工性能与其动态特性紧密相关。

由于受到理论分析和测试实验手段落后的限制，传统的机床设计的主要依据是静刚度和静强度，对机床的动态特性考虑较少。

结果常常是以较大的安全系数加强机床结构。

导致机床结构尺寸和重量加大。

并不能从根本上改观机床的动态特性。

机床的动态特性的基本概念机床的动态性能是指机床运转之后振动、噪声、热变形与磨损等性能的总称。

但长期以来主要指的是机床的振动性能，即主要指机床抵抗振动的能力。

【1】⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧===振型）振型（一阶振型，二阶变形大小）动态柔度变形的能力。

动刚度：动载荷下抵抗变形的能力。

静刚度：静载荷下抵抗为临界阻尼系数为阻尼系数，阻尼比）（固有角频率固有频率(/1r r ,r/r 2/f f co co n n n n d k ωξπωω机床结构的动态特性参数主要参数包括固有频率，阻尼比，振型，动刚度等。

机床的动态分析主要是研究抵抗振动的能力，包括抗振性和切削稳定性，【2】⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧切削自激振的能力）切削稳定性（机床抵抗主要零件的固有频率阻尼特性机床的结构刚度振动的能力）抗振性（机床抵抗受迫激振力：由回转的不平衡质量作为振动系统的振动源产生的周期性简谐振动。

【1】诸乃雄，机床动态设计原理与应用[M]上海：同济大学出版社，1987:1-3【2】陈雪瑞，金属切削机床设计[ M ] 太原: 山西科学教育出版社, 1988.147-151主要指标外力的激励频率与物体的固有频率相等时，物体的振动形态成为主振型或一阶振型。

外力的激励频率是物体固有频率二倍时，物体的振动形态为二阶振型，以此类推.......机床的动态特性基本概念抗振性的衡量标准一般用产生单位振动量所需要的激振力表示。

机械设计中的动态特性分析与优化研究在现代机械工程领域，机械设计的质量和性能直接关系到机械设备的可靠性、稳定性和工作效率。

其中，动态特性分析与优化作为机械设计中的重要环节，对于提高机械系统的性能和寿命具有至关重要的意义。

机械系统在运行过程中往往会受到各种动态载荷的作用，如振动、冲击、噪声等。

这些动态因素不仅会影响机械系统的工作精度和稳定性，还可能导致零部件的疲劳破坏和失效。

因此，通过对机械设计中的动态特性进行分析和优化，可以有效地预测和减少这些不利影响，提高机械系统的整体性能。

动态特性分析主要包括对机械系统的固有频率、振型、阻尼特性等方面的研究。

固有频率是机械系统的固有属性，它反映了系统在自由振动时的振动频率。

当外界激励频率接近固有频率时，系统会发生共振现象，导致振幅急剧增大，从而对机械系统造成严重破坏。

因此，在机械设计中，需要通过计算和分析确定系统的固有频率，并使其避开工作频率范围，以避免共振的发生。

振型则描述了机械系统在某一固有频率下的振动形态。

通过分析振型，可以了解系统各部件的振动幅度和相位关系，为结构优化提供依据。

阻尼特性是指机械系统在振动过程中能量耗散的能力，它对于抑制振动的幅值和缩短振动的持续时间具有重要作用。

在进行动态特性分析时，通常采用有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）方法。

有限元分析是一种将连续的机械结构离散化为有限个单元，并通过求解节点位移和应力来分析结构性能的数值方法。

通过建立机械系统的有限元模型，可以模拟系统在各种载荷条件下的动态响应，从而得到系统的固有频率、振型和应力分布等信息。

然而，仅仅进行动态特性分析是不够的，还需要对机械系统进行优化设计，以进一步提高其性能。

动态特性优化的目标通常是在满足一定约束条件的前提下，通过改变机械系统的结构参数、材料属性和边界条件等，使系统的固有频率、振型和阻尼特性等达到最优状态。

在优化过程中，可以采用多种优化算法，如遗传算法、粒子群优化算法等。

机床主轴动静态特性分析机床主轴通常在高速状态下工作，因此其动静态特性必须很高，才能满足加工质量要求，因此对机床主轴进行静力学分析和模态分析是很有必要的。

静力学分析主要是得出机床主轴的刚度，并且得出在典型加工条件下，主轴前端的最大位移，看其是否满足静态要求；动力学分析得出主轴振型以及主轴固有频率，从而判断主轴设计是否合理，并且在此基础上优化结构设计。

机床主轴的动态特性包括临界转速、主振型和固有频率等方面，这是机床主轴动态特性的主要方面。

当机床主轴的转速达到或接近临界转速时，会引起机床的共振，使机床震动加剧，加快刀具的磨损，降低加工质量，恶化加工环境。

因此为了避免这种情况的发生，对机床主轴的临界转速的研究是很有必要的。

为了保证加工质量及加工安全要求，主轴的最高转速应该低于临界转速的百分之七十五。

1.机床主轴静态特性分析（1）建立模型打开proe软件界面，建立如图（1）所示模型，并导入ansys workbench中图1 主轴模型的建立（2）添加材料属性信息机床主轴的材料为40Cr，其相关参数见下表（1）：（3）设定网格划分参数并进行网格划分制定网格尺寸为3mm,进行网格自动划分，划分结果如图（2）图2网格划分结果（4）施加载荷以及约束对有限元模型进行加载时，按照机床在典型加工工艺条件下工作进行计算，算出其在切削时的径向力，如在前面的3.2.2章节已经得出在此工况下轴的受力，在进行静态分析时，其唯一载荷为主轴前端施加的切削力的径向分量 Fr= 193.8 N 。

前轴承为固定端，故只约束其X 方向的移动自由度,后轴承在轴向（X 向）存在游动。

然后进行求解，最终得出机床主轴的静力变形如图（3）所示。

图3 机床主轴静力变形云图从图（3）中可以得出，主轴前端最大变形量为Max=1.14μm ，因此主轴静刚度为： MaxF rr =K 代入数值得：r K =170N/μm 。

在后期的参考文献的查找中以及老师的指导下，发现如果把前端三个轴承等效为一组弹簧时，结果误差很大。

液压机床动态特性分析与优化液压机床是一种使用液压技术来实现动力传递的机床。

它具有结构简单、稳定性高、传动效率高等优点，是目前广泛使用的一种机床。

然而，液压机床在使用过程中存在着一些问题，其中最核心的问题就是液压机床的动态特性。

本文将对液压机床的动态特性进行分析，并提出优化措施，以提高其性能。

一、液压机床的动态特性分析液压机床的动态特性是指液压机床在工作时，由于机床自身的固有特性和加工过程中的切削负载、弹性变形等因素所引起的响应特性。

在液压机床工作的过程中，液压系统的响应速度、切换速度、控制精度等也影响了液压机床的动态特性。

1. 液压机床的固有特性液压机床的固有特性主要包括机床的结构、强度、刚度等。

液压机床采用的液压系统传递动力，需要通过各种管路、接头进行传递，这些传递过程中会引入一些弹性变形和振动。

而在加工过程中，切削负载、振动力等都会对机床的固有特性产生影响。

2. 液压系统的动态特性液压系统的动态特性是指液压系统在响应速度、切换速度和控制精度等方面所表现出来的动态特性。

液压系统响应速度取决于系统中的元件的响应速度，而元件的响应速度又取决于元件的结构、材料、油路等因素。

在液压机床中，一些阀门、缸体等元件响应速度较慢，会导致液压机床在工作中的稳定性不足。

3. 加工过程中的动态特性加工过程中的动态特性主要是指由于切削力、弹性变形等因素所引起的机床振动。

在加工过程中，刀具与工件之间的接触形成了一个弹性系统，在高速切削时，会产生弹性变形和振动。

这些振动会对机床的定位精度和加工质量产生一定的影响。

二、液压机床动态特性优化针对液压机床存在的动态特性问题，可以通过以下方法进行优化：1. 优化机床结构和刚度优化机床结构和刚度是改善液压机床固有特性的重要方法。

采用高强度和高刚度的材料，设计优化的结构，可以减少机床的振动和弹性变形。

例如，在机床床身和工作台上加入减振器、调整工作面的机床，可以在一定程度上提高机床的刚度和稳定性。

机械设计中的动态特性分析与优化在现代机械工程领域，机械设计的质量和性能对于设备的可靠性、稳定性以及工作效率都有着至关重要的影响。

而动态特性分析与优化作为机械设计中的关键环节，能够有效地提升机械系统的运行品质，降低振动、噪声等不良现象的发生，延长机械部件的使用寿命。

机械系统在运行过程中往往会受到各种动态载荷的作用，例如冲击、交变力等。

这些动态载荷会导致机械系统产生振动、噪声，甚至可能引发结构疲劳破坏。

为了确保机械系统在工作过程中的安全性和可靠性，就必须对其动态特性进行深入的分析。

动态特性分析主要包括对机械系统的固有频率、振型、阻尼比等参数的研究。

固有频率是机械系统的一个重要特性参数，它反映了系统自身的振动特性。

当外部激励频率接近或等于固有频率时，系统会发生共振现象，此时振动幅度将急剧增大，可能导致机械部件的损坏。

振型则描述了机械系统在不同固有频率下的振动形态，通过对振型的分析可以了解系统各部件的振动情况，从而为结构优化提供依据。

阻尼比反映了系统消耗振动能量的能力，阻尼比越大，系统的振动衰减越快，稳定性越好。

在进行动态特性分析时，通常会采用理论分析、数值模拟和实验测试等方法。

理论分析方法基于力学原理和数学模型，通过推导和计算来获取系统的动态特性参数。

然而，由于实际机械系统的复杂性，理论分析往往难以准确地描述系统的动态行为。

数值模拟方法则借助计算机软件，如有限元分析（FEA），建立机械系统的数学模型，并对其进行仿真计算。

这种方法能够较为准确地预测系统的动态特性，但需要对模型进行合理的简化和假设。

实验测试方法是通过实际测量机械系统在不同工况下的振动响应来获取其动态特性参数。

实验测试结果直观可靠，但成本较高，且测试过程可能会受到各种干扰因素的影响。

在获得了机械系统的动态特性参数后，就可以针对存在的问题进行优化设计。

优化设计的目标通常是提高系统的固有频率、减小振动幅度、降低噪声水平等。

优化的方法可以从结构设计、材料选择和参数调整等方面入手。

机械结构的动态特性分析与优化引言：机械结构的动态特性研究是提高机械系统工作效率和稳定性的重要方法之一。

通过对机械结构的动态特性进行分析与优化，可以有效降低振动、噪声以及损耗，提高机械结构的工作效率与可靠性。

本文将介绍机械结构的动态特性分析与优化的基本原理和方法。

一、动态特性分析机械结构的动态特性包括固有频率、振型和阻尼等参数。

固有频率是机械结构在自由振动状态下的振动频率，它由结构的刚度和质量决定。

振型是指机械结构在振动过程中各个部分的相对运动方式。

阻尼是机械结构振动能量的衰减程度，直接影响振动的稳定性。

动态特性分析的目的是全面了解机械结构的振动特性，为后续的优化设计提供依据。

实际应用中，可以通过数值仿真方法（如有限元分析）进行动态特性分析。

有限元分析是一种基于离散和近似的数值计算方法，可将复杂的机械结构问题简化为一个由单元组成的有限元系统。

通过求解有限元系统的本征值问题，即可得到机械结构的固有频率和振型。

同时，还可以通过引入合适的阻尼模型，计算机械结构的阻尼参数。

二、动态特性优化动态特性优化的目标是通过结构设计、材料选用和几何参数的优化，改善机械结构的动态特性。

具体优化方法需根据不同的应用需求和问题而定。

下面介绍几种常用的优化方法。

1. 材料优化材料的选择对机械结构的刚度和阻尼特性有重要影响。

合理选用材料可以提高机械结构的刚度，降低振动幅值；同时，选择具有良好阻尼特性的材料，可有效减少振动能量的衰减时间。

2. 结构优化机械结构的刚度和几何形状对其动态特性具有直接影响。

通过结构优化，可以改变结构的刚度分布和几何参数，使振动能量得到良好的传递和衰减。

例如，在机械设备的支撑结构中，可以通过优化支撑结构的连接方式和节点布置，降低结构的刚度，从而改善机械系统的动态特性。

另外，在转子动力学中，通过优化叶片的几何参数和转子的轴向布置，可以减小旋转机械的振动和噪声。

3. 激振抑振控制激振和抑振是机械结构动态特性优化的重要手段。

文章编号:100122354(2000)1020024203机床整机的动态特性分析Ξ覃文洁1,左正兴1,刘玉桐1,文占科1,丁庆新2(11北京理工大学车辆工程学院CAD/CAM室,北京　100081;　21北京第一机床厂) 摘要:采用用户自定义矩阵单元来处理机床结合部的接触问题,在商品化软件平台上建立了机床整机的有限元模型,并对其进行了动态特性的分析。

运用该方法来进行结构的性能预测,已用于工厂对机床的结构改进设计中。

关键词:机床;有限元;动态特性 中图分类号:TH122 文献标识码:A1　引言 机床是机械制造工业中最基本的设备。

随着国民经济的发展,人们对机床提出了越来越高的要求,其中最基本的问题就是要提高机床的工作性能,而机床的。

随着现代设计方法的广泛运用,对机床进行动态特性分析,用动态设计取代静态设计已成为现代机床设计发展的必然趋势。

机床是由多个零部件组成的复杂组合结构,仅对个别零部件进行分析,无法全面反映机床整体的性能,特别是在动态分析中,各零部件之间结合部的接触参数对动态性能的解析计算精度影响很大,因此,要准确地预测机床的动态性能,就必须对整机进行动力学分析。

在进行结构动力学分析的实际运用中,通常采取的方法是将连续系统离散化为只有有限个自由度的系统,由此求出连续系统的近似解。

这些离散化的方法中有集中质量法、假设模态法、模态综合法和有限元法。

集中质量法虽然做法简单,但如何选取各个集中点以及如何配置各点的质量,才能使所得结果比较接近于实际情况,这都需要经验或实验的启示,缺乏一般的理论指导。

假设模态法和模态综合法的精度在很大程度上取决于所选择的结构或子结构的假设模态,对于复杂结构,这种假设模态难以找到,并且对于不同的结构没有通用性。

而有限元法则是对每个单元取假设模态,由于单元的数目通常比较大,假设模态就可以取得非常简单;而且它以节点位移作为系统的广义坐标,可以降低系统微分方程的耦合程度,给用计算机求解无间隙机构运转情况。