在HyperMesh中合理設(shè)置了各部件的單元大小之后，整個(gè)加工中心共劃分了 5462673個(gè)單元，1050270個(gè)節(jié)點(diǎn)，設(shè)置單元類型為實(shí)體單元solidl85和相應(yīng)的材料屬 性。將網(wǎng)格模型導(dǎo)入ANSYS后，連接等效結(jié)合點(diǎn)位置的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)生成用戶自定義單元 MATRIX27來模擬零件之間相接觸部分的特性，根據(jù)實(shí)際結(jié)合部類型和數(shù)量，共建立了 522個(gè)MATRIX27彈簧阻尼單元，并根據(jù)實(shí)際結(jié)合部的特性參數(shù)設(shè)置了 MATRIX27單 元實(shí)常數(shù)。這里需要說明的是，將HyperMesh中的網(wǎng)格模型導(dǎo)入ANSYS后，模型中只 有單元和節(jié)點(diǎn)，而不存在體和面了。綜上所述，整機(jī)有限元模型如圖2.5所示。
模態(tài)分析可以確定一個(gè)結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型是動(dòng)力學(xué)分 析的起點(diǎn)。固有頻率和振型是振動(dòng)系統(tǒng)的物理屬性，在對一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，首 先任務(wù)就是求得其固有頻率并得出相對應(yīng)的振型，模態(tài)分析即是用來確定這兩項(xiàng)內(nèi)容。
機(jī)床在實(shí)際工作時(shí)，連接在主軸上的刀具相當(dāng)于激勵(lì)輸入點(diǎn)，該激勵(lì)響應(yīng)作用在由 夾具固定在工作臺(tái)上的工件上，所以分析時(shí)在機(jī)床主軸前端施加一對副值大小為1000N 的簡諧力（相當(dāng)于轉(zhuǎn)矩），提取工作臺(tái)上一點(diǎn)為響應(yīng)輸出點(diǎn)，分析機(jī)床250Hz內(nèi)的諧響應(yīng)特性，分析步長選擇1000,阻尼比設(shè)置為0.05,利用模態(tài)疊加法Mode Superposition計(jì) 算
ANSYS在前處理方面功能強(qiáng)大，而在劃分網(wǎng)格方面尤其是對于復(fù)雜模型，其能力 遠(yuǎn)不如HyperMesh。HyperMesh創(chuàng)建三維網(wǎng)格的基本步驟分為兩大步，它的基本思想是 三維實(shí)體都是由面組成的，則首先可以通過切分實(shí)體改變面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來生成髙質(zhì)量的 面單元，然后再對已有的二維網(wǎng)格通過掃描、掃掠等方法生成三維實(shí)體單元。且與 ANSYS有所不同的是，HyperMesh中為先劃分網(wǎng)格再設(shè)置單元類型和材料屬性。
機(jī)械結(jié)構(gòu)件大都較復(fù)雜，尤其是床身、立柱等大中型結(jié)構(gòu)件，進(jìn)行有限元分析 時(shí)，簡單地使用某一類單元進(jìn)行離散模擬，難以真實(shí)反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。針對 不同結(jié)構(gòu)或同一結(jié)構(gòu)不同區(qū)域的幾何、載荷特征釆用合適的單元模擬可使有限元模型 更切實(shí)際，如結(jié)構(gòu)件的壁板用殼單元模擬，加強(qiáng)肋、絲杠等用梁單元模擬，軸承座等 不規(guī)則實(shí)體可用體單元模擬。為此，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有限元模型通常是混合單元模型。
在靜力學(xué)分析中，對于板殼單元，只有板面的顯示結(jié)果符合工程實(shí)際，板內(nèi)顯示 為板面之間的線性變化，不一定符合工程實(shí)際[19]。因此，若需考察板殼內(nèi)部變形及應(yīng) 力分布，應(yīng)選用實(shí)體單元進(jìn)行離散。
假設(shè)立柱與床身構(gòu)成的結(jié)合面為理想結(jié)合面，即假定結(jié)合面之間的接觸壓力在整 個(gè)結(jié)合面上為常數(shù)，結(jié)合面上各點(diǎn)均勻接觸，并在所有的接觸點(diǎn)上具有相同的力學(xué)性 質(zhì)。使用吉村允孝法計(jì)算床身與立柱間結(jié)合面的等效剛度。
使用吉村允孝法積分法確定結(jié)合面動(dòng)態(tài)特性參數(shù)優(yōu)點(diǎn)顯著，只需制造出與實(shí)際結(jié) 合面工況條件相同的簡單試件，應(yīng)用于分析大中型機(jī)械系統(tǒng)時(shí)可有效降低試驗(yàn)難度、 和工作量。同時(shí)，該方法測得的參數(shù)適用于結(jié)合條件相同的場合，具有一定的通用 性。跟理論建模與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)相結(jié)合的參數(shù)辨識(shí)法相比，不需要對整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)做模態(tài) 試驗(yàn)即可獲得結(jié)合面動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，即使是無法進(jìn)行整機(jī)試驗(yàn)的情況下，也可通過實(shí) 驗(yàn)獲得結(jié)合面特性參數(shù)。
在機(jī)床的設(shè)計(jì)■、制造和運(yùn)行過程中，安全防護(hù)措施應(yīng)該作為一項(xiàng)重 要的指標(biāo)，精工機(jī)床防護(hù)罩的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全防護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原則，以 保證作業(yè)環(huán)境和人身安全。
本文針對臥式加工中心整體防護(hù)的要求，對防護(hù)裝置的設(shè) 計(jì)。以現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)方法為理論基礎(chǔ)，完成了臥式加工中心防護(hù)裝置的 前防護(hù)設(shè)計(jì)。