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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力學(xué)分析的起點(diǎn)。固有頻率和振型是振動系統(tǒng)的物理屬性，在對一個(gè)振動系統(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)床床身與墊鐵采用螺栓聯(lián)接跟地面向連，所以邊界條件的模擬參照固定結(jié)合面定義。在“大地”上地腳螺栓等效結(jié)合點(diǎn)處建立節(jié)點(diǎn)，與床身上對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)聯(lián)接組成彈簧阻尼單元。根據(jù)機(jī)床零件之間實(shí)際接觸和受載情況選擇零件之間相接觸部分基礎(chǔ)特性參數(shù)，計(jì)算得到的SGM50A固定結(jié)合面參數(shù)見表2.2。

表2.2 SGM50A固定結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)

部件1	部件2	法向剛度 (N/m)	切向剛度 (N/m)	法向阻尼 (N-s/m)	切向阻尼 (N*s/m)
立柱、立滑板、：1:作臺	電機(jī)座	1.07xl0⁹	6.34xl0⁸	9.34xl0²	3.20M0³
立柱、立滑板、1:作臺	軸承座	8.61 xlO⁹	5.10x10*	7.58xI0²	2.57xl0³
立柱、立滑板、X作臺	螺母座	1.30xl0⁹	7.70xl0⁸	1.15xl0²	3.88xl0³
立滑板、主軸箱、工作臺	滑塊	2.30xl 0⁹	6.5xl0⁸	I.35xl0²	4.35xl0³
立柱、立滑板、床汾	導(dǎo)軌	4.36x1 0⁹	3.65x10®	7.58xl0²	2.57xl0³
立柱	床身	7.30xl0⁹	8.30xl0⁸	6.56xl0²	7.63xlO³
床身	大地	9.8*10⁹	8.70x10^s	2.35xl0²	4.35xl0³

SGM50A中軸承內(nèi)圈與外圈之間、絲桿與螺母之間和滑塊與導(dǎo)軌的滾動結(jié)合面參數(shù) 是由廠家提供，見表2.3。

表2.3 SGM50A滾動結(jié)合面動態(tài)特性參數(shù)

部件1	部件2	法向剛度 (N/m)	切向剛度 (N/m)	法向阻尼 (N.s/m)	切向阻尼 (N.s/m)
軸承內(nèi)H	軸承外圈	5.36x10®	5.65x10^s	7.78x10²	2.87x10³
滾珠絲杠	螺母	6.30xl0⁸	7.30x10^s	7.56xI0²	6.63 x10³
滾動導(dǎo)軌	滑塊	8.6x10⁸	5.60x10⁸	3.35xl0²	5.35x10³

將以上各結(jié)合面特性參數(shù)代入整機(jī)有限元模型中，并采用BLOCKLANCZOS法對 SGM50A臥式加工中心進(jìn)行模態(tài)計(jì)算。表3.3為整機(jī)前30階模態(tài)固有頻率，第1、2 階為絲杠的自身膨脹，動態(tài)分析時(shí)不予考慮，整機(jī)前3?12階振型描述見表2.4,模態(tài) 云圖如圖2.5所示。

表2.4SGM50A整機(jī)前30階頻率（單位：Hz)

階次	3	4	5	6	7	8	9
頻率	44.9	47.9	75.9	109.1	121.4	141.1	156.8
階次	10	11	12	13	14	15	16
頻率	161.3	167.2	187.6	207.8	210.9	228.8	229.6
階次	17	18	19	20	21	22	23
頻率	232.7	243.3	247.1	256.6	259.9	262.1	264.7
階次	24	25	26	27	28	29	30
頻率	276.5	278.1	279.9	285.6	291.2	296.4	323.6

表2.5SGM50A整機(jī)模態(tài)振型描述

階次振型描述

3	立柱及立滑板上半部分?jǐn)[動
4	立柱沿對角線振動
5	立柱兩側(cè)異向振動，主軸箱立滑板沿X向振動
6	主軸箝，立滑板沿Z向振動
7	立柱沿中間面扭振
8	工作臺沿Z向平動
9	主軸箱，立滑板中部沿Z向扭振
10	立滑板左右擺動
11	主軸箱前后振動
12	主軸箱沿中間面扭振

本文采摘自“SGM50A臥式加工中心動態(tài)特性分析及關(guān)鍵部件的優(yōu)化”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！