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MeshFree|机床-立柱动刚度分析

3月前浏览2486

机床 machine tool

   是指制造机器的机器,亦称工作母机或工具机,习惯上简称机床。一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多:除切削加工外,还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等,但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件,一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。

midas 可以针对机床提供

  • 静强度、静刚度分析

  • 模态分析

  • 稳态/瞬态 传热和热应力分析

  • 拓扑优化设计

  • 动刚度分析

  • 复合材料分析

  • 非线性静力分析

  • 多体动力学分析

  • 电热耦合分析

  • CFD-自然对流/强制对流分析

  • CFD-动网格分析

  • 非线性动力分析

  • 疲劳分析

本文以MeshFree针对机床立柱做动刚度分析

   数控机床的工作性能及产品质量的好坏与动态性能息息相关。‌立柱作为连接主轴箱和床身的核心结构,‌直接影响机床的刚度,‌因此确保立柱具有良好的动态性能是保证整个数控机床动态性能的关键。

本项目采取的是频率响应的模态法来对立柱进行动刚度分析

第一步:新建项目/选择分析类型/导入CAD/材料定义

*MeshFree支持直接导入商用CAD软件文件(无缝衔接

材料定义

本模型因只有一种材料类型,模型窗口全选几何点右键关联默认材料类型

快速定义材料方法
也可以针对左侧工作目录树体,右键选择不同的体分别定义材料

第二步:定义约束/荷载

选取底面体施加

MeshFree提供面、线、点的施加方式

主轴上下几何刚性(RBE2)连接

荷载定义

通过频率依存力功能,在刚性点上施加向上1000N

第三步:分析工况设置/查看结果

频率响应计算范围 0~2000Hz
*每20Hz计算1次,共计算100次
分析求解/结果查看

频率响应函数 (FRF) 是用于量化系统对激励的响应的函数。

使用数学语言,FRF 被称为传递函数 H(f)。

F(ω) 是作为角频率函数的输入力

H(ω) 是传递函数

x(ω) 是位移响应函数 

每个函数都是一个复函数,也可以用幅度和相位来表示。因此,每个函数都是一个谱函数。

有许多类型的谱函数。

FRF 将结构对施加力的响应表示为频率的函数。

以根据位移、速度或加速度给出响应。

在下表中,您可以看到典型的频率响应函数公式:

对于单自由度系统传递函数如下所示:

表示为实数/虚数

表示为幅度/相位

上面的传递函数表示位移超过力,有时也称为接受函数。

可以为速度和加速度响应开发类似的传递函数

频率响应函数不包含力信息,它们仅取决于结构的质量、刚度和阻尼特性,就像模态特性一样。

FRF的提取方法与模态频率响应分析中使用的方法基本相同。

一旦获得了系统的特征向量,就可以通过叠加特征向量来半解析地评估系统对荷载的响应

关于频率响应

频率响应分析是一种线性分析,任何非线性即使定义也会被忽略

输入:

多个已知幅值、相位和频率的简谐载荷(力、压力、位移、速度、加速度)

输出:

每个自由度的谐位移,通常和施加的载荷不同相

其它多种导出量,例如总位移、应力和应变等 。


来源:midas机械事业部
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首次发布时间:2024-08-25
最近编辑:3月前
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