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现代制造工程 2011年第12期 107-111页

作者：金涛王磊陈卫星赵万华西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 青海华鼎重型机床有限责任公司西宁810110

提出了超重型卧式镗车床结合面的有限元建模方法,对整机及关键部件进行动态性能分析,并进行了试验验证。考虑到大型工件本身对整机动态特性的影响,对比分析了考虑大型工件效应的整机动态特性。为机床的结构设计及优化机床的加工工艺提... 详细信息

提出了超重型卧式镗车床结合面的有限元建模方法,对整机及关键部件进行动态性能分析,并进行了试验验证。考虑到大型工件本身对整机动态特性的影响,对比分析了考虑大型工件效应的整机动态特性。为机床的结构设计及优化机床的加工工艺提供了理论支持。

关键词：结合面特性工件效应动态特性优化

基于ABAQUS的机械结合面特性处理方法研究

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基于ABAQUS的机械结合面特性处理方法研究

作者：牛琦西安理工大学

学位级别：硕士

结合面广泛存在于机械结构中,结合面具有非线性特性,对机械结构整机性能影响较大。目前采用有限元对含结合面结构特性进行数值分析时,通常采用绑定约束或者设定固定刚度值的方法处理结合面特性,由于未考虑结合面的非线性特性,导致这种... 详细信息

结合面广泛存在于机械结构中,结合面具有非线性特性,对机械结构整机性能影响较大。目前采用有限元对含结合面结构特性进行数值分析时,通常采用绑定约束或者设定固定刚度值的方法处理结合面特性,由于未考虑结合面的非线性特性,导致这种方法处理结果常常与实际相差较大。另一方面,目前的商用有限元系统尚缺乏结合面特性数据库的支持,导致商用有限元软件系统难以有效处理含结合面结构特性的解析问题。本文在前人研究基础上,开展基于ABAQUS的机械结合面特性处理方法研究,为有限元软件系统对结合面特性有效处理提供了一条新思路。本文的主要研究内容包括:(1)开展了结合面基础特性实验研究,获得了结合面法向和切向基础特性参数,为有限元软件系统中结合面特性的有效处理提供数据支持。(2)建立了考虑结合面基础特性数据的有限元接触模型。通过有限元软件系统中的面相对于面的离散方法处理及切向有限滑动跟踪,将结合面法向和切向数据导入结合面接触行为中,实现结合面接触问题的有效处理,为考虑结合面非线性特性的结构静力学分析提供了一种方法。(3)提出了基于非均匀特性虚拟材料的结合面等效处理方法。推导了各向同性虚拟材料参数表达式,建立了依据结合面应力分布进行结合面特性分区均匀化等效处理模型,实现了含结合面结构的有限元静力学与动力学分析。(4)开发了考虑结合面特性参数的UMAT子程序,实现了含结合面结构特性分析的自动处理,为ABAQUS分析结合面问题提供了一条途径。通过含结合面的结构特性实验验证了本文所建立的结合面非线性特性处理模型与方法的有效性。

关键词：结合面特性有限元接触模型虚拟材料二次开发

基于结合面特性的KVC1050N立式加工中心整机动态性能研究

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基于结合面特性的KVC1050N立式加工中心整机动态性能研究

作者：夏玲玲南京理工大学

学位级别：硕士

数控机床正向着高速、高效率、高精密、高稳定性的方向发展,不仅要求其具有良好的静态特性,更要有良好的动态特性。建立正确的机床动力学模型是分析整机动态性能的前提,因此研究机床动力学建模,对于在机床图纸设计阶段预测其整机动态性... 详细信息

数控机床正向着高速、高效率、高精密、高稳定性的方向发展,不仅要求其具有良好的静态特性,更要有良好的动态特性。建立正确的机床动力学模型是分析整机动态性能的前提,因此研究机床动力学建模,对于在机床图纸设计阶段预测其整机动态性能,了解系统的薄弱环节并对机床进行优化设计至关重要。本文针对立式加工中心的动力学建模及其整机动态性能分析进行了研究。首先,以KVC1050N立式加工中心为研究对象,建立了其整机有限元模型,重点研究了机床结合面特性的等效处理,分别计算了柔性联接和刚性联接两种模型的整机模态,对比两者的计算结果,研究了结合面特性对机床动态性能的影响。其次,利用锤击法测得机床整机的试验模态,并与有限元分析结果对比,基于固有频率和振型同时一致的原则,验证了本文提出的柔性联接整机动力学建模方法的正确性,并且说明了只有正确融入结合面特性的影响,才能准确分析预测整机动态性能。在此基础上,定量研究了灌胶结合面对整机动态性能的影响,找出了灌胶的最优厚度范围是1.5-2mm,为灌胶工艺的应用提供指导。最后,基于谐响应分析结果找出了机床的薄弱结合面,利用正交试验方法研究了结合面刚度对整机动态性能影响显著性并提出了优化方案,提高了整机动态性能。通过对立式加工中心整机动态性能的研究,提出了融入结合面特性建模的正确方法,并为结合面基础特性参数运用到机床动态性能优化中提供了方法。

关键词：数控机床动态性能结合面特性柔性联接试验模态

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基于结合面特性的机床整机精度设计系统研究

科学家 2016年第2期4卷 35-35,37页

作者：李春雷张云峰沈阳机床股份有限公司

随着社会经济蓬勃发展,带动了工业的发展,机械制造业作为工作的核心组成部分。数控机床和加工中心的广泛应用,以及精密加工技术的发展和零件加工精度不断提高,对数控机床提出了更高的要求。以结合面特性作为研究基础,对机床整机精度设... 详细信息

随着社会经济蓬勃发展,带动了工业的发展,机械制造业作为工作的核心组成部分。数控机床和加工中心的广泛应用,以及精密加工技术的发展和零件加工精度不断提高,对数控机床提出了更高的要求。以结合面特性作为研究基础,对机床整机精度设计系统进行深入的研究,对机床整机精度设计系统进行优化和创新,不断提高机床整机精度,从而为数控机床机械制造提供充分的保障。本文主要对基于结合面特性的机床整机精度设计系统进行研究。

关键词：结合面特性机床整机精度设计系统

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砌石拱坝坝后加固结合面力学特性研究

水电能源科学 2023年第1期41卷 92-95页

作者：徐立君邓宇轩湖南水利水电职业技术学院湖南长沙410131 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉441108

针对某砌石拱坝上游坝面中下部存在大面积拉应力超标现象,基于该砌石坝加固工程中的两种坝后局部加固方案,采用接触单元模拟新老坝体结合面的连接特性,分析了规范中五种工况下结合面的受力特性及变形特性。研究表明,加固后,两种方案结... 详细信息

针对某砌石拱坝上游坝面中下部存在大面积拉应力超标现象,基于该砌石坝加固工程中的两种坝后局部加固方案,采用接触单元模拟新老坝体结合面的连接特性,分析了规范中五种工况下结合面的受力特性及变形特性。研究表明,加固后,两种方案结合面的张开特性和受力特性在整体上相似,其中肋墩方案中边墩存在不对称张开及受力现象;高水位工况下加固结构主要在上部承力,下部应力较小并可能张开;低水位工况下结合面应力水平较低,加固结构基本不承受荷载;加固后温降工况下,砌石坝体以加固结构上部为支点进行转动变形,在低水位条件下结合面会出现大面积张开;温升工况下,低水位时坝体向上游变位,导致结合面间隙分布在水平方向上呈对称光滑的抛物线形分布。

关键词：砌石拱坝培厚方案肋墩方案结合面特性

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交叉滚子导轨与螺栓结合面动态特性实验研究

制造技术与机床 2008年第9期 141-144页

作者：戴闻刘强北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

对交叉滚子导轨和螺栓联接两种具有代表性的运动结合面及固定结合面做了动态特性测试实验,辨识出其动态特性参数,并定量研究不同结合条件下对结合面的接触刚度K和接触阻尼C的影响,提出了改善结合面接触刚度和接触阻尼的途径。

关键词：结合面特性动态测试接触刚度接触阻尼

考虑结合面影响的专用插床动态特性分析与优化

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考虑结合面影响的专用插床动态特性分析与优化

作者：李坤江苏科技大学

学位级别：硕士

机床工业作为机械制造业的基础,其先进程度直接决定着整个制造行业的先进程度。随着机床向着高速度、高精度和高效率的方向发展,不仅要求其拥有好的静态特性,更要求有良好的动态性能。传统的机床静、动态特性分析往往忽视了机床结合面... 详细信息

机床工业作为机械制造业的基础,其先进程度直接决定着整个制造行业的先进程度。随着机床向着高速度、高精度和高效率的方向发展,不仅要求其拥有好的静态特性,更要求有良好的动态性能。传统的机床静、动态特性分析往往忽视了机床结合面特性的影响,使得分析出的结果失去参考价值。国内外研究表明,机床的静刚度30%0%取决于结合面的刚度特性,60%以上的振动问题源于结合面。因此,在研究机床整机动态性能以及建立机床动力学模型时,必须充分考虑零部件间结合面特性的影响。本文以某机床厂BB5050专用插床为研究对象,运用理论研究、有限元分析与试验验证相结合的方法,研究了机床固定结合面和滑动结合面对插床整机动态特性的影响,然后根据分析结果识别出机床薄弱环节,对机床关键部件进行了结构改进和优化。本文主要研究内容如下:（1）采用虚拟介质层方法建立了螺栓固定结合面的动力学模型,利用理论公式推导得出虚拟介质层的材料参数和厚度。以一个含螺栓固定结合面的连接板结构为对象,利用有限元分析技术研究螺栓预紧力、螺栓数量以及螺栓布局方式对螺栓固定结合面动态特性的影响。（2）利用UG软件建立机床整机三维模型,然后基于模态分析理论和ANSYS Workbench分析软件,分别对考虑和不考虑结合面的机床整机进行了有限元模态分析,得到了机床整机前10阶固有频率以及相应的振型,初步判定了机床的薄弱环节。（3）根据试验模态分析理论,利用专业的实验设备对专用插床样机进行了试验模态分析,得到插床整机前10阶模态频率。通过对比插床整机模态试验结果和第三章中的有限元模态分析结果,证明了结合面特性对机床整机动态性能的影响,同时也验证了本文对机床整机建模方法的正确性。（4）针对仿真分析所识别出的机床薄弱环节,使用ANSYS Workbench软件中Design Exploration优化模块对专用插床的立柱-底座部分进行了结构改进和尺寸优化,并通过对比优化前后整机的谐响应分析结果,验证了本次结构优化的有效性。

关键词：专用插床结合面特性虚拟介质层试验模态分析结构优化

HSK刀柄-主轴结合面接触特性及其影响分析

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中国机械工程 2015年第8期26卷 1000-1005页

作者：刘雪梅李爱平谭顺利同济大学上海201804

以HSK刀柄-主轴为研究对象,采用有限元方法对HSK-A63型刀柄-主轴结合面接触特性及主轴系统动态特性进行了仿真分析。分析结果表明:高转速条件下,转速对接触面积影响较大,接触面积随转速增大而减小。夹紧力对接触应力影响较大,在转速和... 详细信息

以HSK刀柄-主轴为研究对象,采用有限元方法对HSK-A63型刀柄-主轴结合面接触特性及主轴系统动态特性进行了仿真分析。分析结果表明:高转速条件下,转速对接触面积影响较大,接触面积随转速增大而减小。夹紧力对接触应力影响较大,在转速和过盈量一定时,接触应力随夹紧力增大而增大,且接触应力的分布情况会发生变化。刀柄-主轴结合面对主轴系统固有频率、振动幅值影响显著,考虑结合面影响后,主轴系统的固有频率降低,振动幅值增大。

关键词： HSK刀柄主轴系统结合面特性动态特性有限元分析

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直驱回转工作台综合性能测试技术研究

直驱回转工作台综合性能测试技术研究

作者：周晓琳青海大学

学位级别：硕士

直驱回转工作台作为高档数控机床的关键功能部件之一,它相较于传统机械式回转工作台具有高精度、高灵敏度、高加速度等优势。关于直驱回转工作台的研制与优化是各国机床领域竞争的重点,而通过研究与分析其综合性能,准确找到工作台的问... 详细信息

直驱回转工作台作为高档数控机床的关键功能部件之一,它相较于传统机械式回转工作台具有高精度、高灵敏度、高加速度等优势。关于直驱回转工作台的研制与优化是各国机床领域竞争的重点,而通过研究与分析其综合性能,准确找到工作台的问题所在,对提升我国制造业的自主研发水平和产品加工质量具有重要意义。因此,本文将围绕直驱回转工作台的综合性能的测试技术展开研究。参考结合面特性问题分析方法和扭转自由振动问题分析方法,建立了动、静态时直驱回转工作台的加载情况的力学模型和数学模型,为之后的研究奠定牢固的理论基础。研究直驱回转工作台的关键影响因素,得到其性能评价参数,又结合国家和行业测试标准,针对这些评价参数制定出一套综合性的直驱回转工作台性能检测规范。研究不同型号直驱回转工作台的尺寸结构,按照检测规范中检测项目的不同要求,设计出直驱回转工作台综合性能检测平台,使其完成工作台综合性能测试集成化的要求,并使用仿真软件对该平台重要部件进行力学分析,从而保证平台设计的可靠性。以青海华鼎装备制造有限公司设计的高端数控机床运动特性分析试验平台中的直驱回转工作台为实验对象进行试验验证,主要对温度、回转精度、定位精度和重复定位精度等项目的测试,分析实验数据,总结得出该平台的直驱回转工作台评估结论。

关键词：直驱回转工作台综合性能结合面特性检测规范测试平台

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多螺栓结合部静特性分析研究

多螺栓结合部静特性分析研究

作者：尹明夏西安理工大学

学位级别：硕士

机床整机是由许多零部件连接而成的,两个零件相连接的部位称为结合部。螺栓结合部是机床结构中广泛应用的固定连接方式之一,如机床床身与立柱处螺栓结合部、机床导轨处螺栓结合部、主轴法兰处螺栓结合部等,其特性对机床整机特性影响非... 详细信息

机床整机是由许多零部件连接而成的,两个零件相连接的部位称为结合部。螺栓结合部是机床结构中广泛应用的固定连接方式之一,如机床床身与立柱处螺栓结合部、机床导轨处螺栓结合部、主轴法兰处螺栓结合部等,其特性对机床整机特性影响非常大。因此研究螺栓结合部特性对提高机床整机设计性能具有重要意义。本文基于结合面基础特性参数,建立螺栓结合部静态特性理论解析模型,分析了预紧力、螺栓规格对螺栓结合部特性的影响规律;基于有限元分析软件ABAQUS建立了螺栓结合部静态特性分析模型,通过螺栓结合部实验验证所建模型的合理性;分析了多螺栓结合部特性;建立了六点弹簧等效单元螺栓结合部特性模型。主要研究工作包括:首先,基于结合部基础特性参数建立螺栓结合部理论解析模型,得到螺栓结合部的静刚度的解析式。通过对螺栓的结合部静刚度分析,得到预紧力、螺栓规格对螺栓结合部特性的影响规律。其次,将单位结合面静态基础特性参数赋予接触属性,基于有限元分析软件ABAQUS建立螺栓结合部的静态特性分析模型,通过对螺栓结合部特性解析得出预紧力、螺栓规格、法兰厚度对螺栓结合部特性的影响规律,分析了多螺栓结合部特性中螺栓数目对螺栓结合部的影响规律及各因素的影响程度。搭建了螺栓结合部静态特性实验装置,实验验证了螺栓结合部有限元解析方法的正确性。最后,建立了单元螺栓结合部特性的六点弹簧等效模型,为简化有限元计算模型提供了方法,实现了整机特性有限元分析中多螺栓结合部特性的有效处理。

关键词：螺栓结合部静特性解析结合面特性有限元模型刚度等效