国家自然科学基金(51105208)
- 作品数：10 被引量：39H指数：4
- 相关作者：冯虎田王禹林张春建孙文钊金娜更多>>
- 相关机构：南京理工大学钟山职业技术学院北京航空航天大学更多>>
- 发文基金：中国博士后科学基金江苏省博士后科研资助计划项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程金属学及工艺更多>>
- 螺杆转子磨床砂轮架的动态特性分析与优化被引量：4
- 2011年
- 以高精度数控螺杆转子磨床砂轮架为研究对象,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对其进行了模态分析和谐响应分析,获得砂轮架的前六阶固有频率和振型,识别出砂轮架的薄弱环节,并验证了砂轮架能够成功克服共振。在此基础上,以提高砂轮架低阶固有频率和降低总质量为优化目标,提出了三类改型方案,采用方案对比优选的方法确定综合方案,并通过静力分析验证了综合方案的可行性。结果表明:与原结构相比,优化后砂轮架的一阶固有频率提高了8.63%,同时总质量减轻了8.84%,达到了较好的优化效果,为砂轮架结构的改进优化提供了理论参考依据。
- 孙文钊王禹林冯虎田
- 关键词：砂轮架模态分析谐响应分析结构优化
- 基于广义多项式假设模态法的大型螺纹旋风铣削工件系统动力学分析被引量：2
- 2011年
- 文章以大型螺纹旋风铣削的工件装夹系统为研究对象,将铣床卡盘、浮动支撑、抱紧装置,以及尾架简化为弹性约束,并将切削力假设为周期性"半正弦"激励信号,运用广义多项式模态假设法,建立了大型旋风铣削工件系统的动力学模型。基于Matlab编程平台,利用Runge-Kutta法对系统的动力学模型进行数值分析,以研究大型螺纹工件的浮动支撑、抱紧装置对螺纹动态响应的影响。分析结果表明:工件的动态响应是由系统固有特性与切削力特性共同决定,而且抱紧装置对工件动态响应影响显著。当引入抱紧装置后,只需选取较小的浮动支撑刚度就能有效的降低切削点处的动态响应。
- 张春建王禹林韩军冯虎田
- 关键词：动力学分析
- 大型旋风铣床铣头系统热特性仿真分析被引量：1
- 2011年
- 在多种热源的作用下,数控铣床产生热变形,对工件的加工精度产生很大的影响。利用Solid-Works软件对大型旋风铣床铣头系统进行三维建模,运用有限元分析软件ANSYS对热稳定状态下铣头系统的温升及热变形进行分析,得出了铣头系统温度及变形分布情况,并与风冷条件下的温升和热变形进行比较。仿真结果表明,当转速为900r/min时,强风冷使最高温升减小了20.28%,最大热变形减小了12.42%,为数控铣床结构改进和冷却系统的设计提供了理论依据。
- 金娜王禹林冯虎田
- 关键词：热特性有限元
- 精密外螺纹内旋铣的机理研究与刀具廓形设计被引量：9
- 2012年
- 硬切削技术与旋风铣削工艺的结合使得螺纹的'一次过'成形得以实现,针对外螺纹内旋铣工艺中存在的过切现象,结合某型号丝杠的双圆弧滚道从几何学的角度利用坐标转换的方法对该工艺的加工机理进行解析,建立刀具廓形与螺纹滚道法向截形的转换关系。通过Matlab编程讨论螺纹滚道旋铣成形过程中刀具廓形和刀具前角的设计问题,以及刀尖旋转直径和刀具—工件转速比的选用对过切程度的影响。仿真结果表明直接利用螺纹滚道的法向截形设计刀具廓形必然会引起滚道的过切,同时接触条件法设计的刀具廓形也不能消除螺纹滚道断续旋铣引起的过切。在此基础上提出基于坐标转换的刀具廓形设计方法,并得出基于螺纹滚道成形精度和表面粗糙度的内旋铣工艺参数的选择依据和步骤。
- 倪寿勇李迎邓顺贤
- 关键词：旋风铣过切
- 大型螺纹旋风铣床主传动系统轴向刚度的分析与研究被引量：1
- 2012年
- 文章以大型螺纹旋风铣床的主传动系统为对象,并运用赫兹接触模型及相关理论,研究了主传动系统中丝杠螺母轴向接触刚度和支承轴承的轴向刚度与轴向负载的关系、丝杠轴及丝杠的扭转等效轴向刚度与负载作用位置的关系,并使用贡献比来评价主传动系统各组成部分对系统整体刚度的影响。计算结果表明:主传动系统整体刚度随轴向负载增加呈非线性增加,在丝杠中间处时系统整体轴向刚度值最小,且整体轴向刚度主要取决于轴承轴向刚度和丝杠轴的轴向刚度。其中,轴承刚度贡献比最大,为65%以上,丝杠轴的轴向刚度贡献比小于31%,而丝杠螺母接触和丝杠扭转引起的轴向刚度的贡献比非常小。因此提高轴承轴向刚度是提高大型螺纹旋风铣床主传动系统刚度的关键。
- 张春建王禹林韩军冯虎田
- 关键词：主传动系统轴向刚度
- 主轴箱动/静/热态特性综合分析与优化被引量：5
- 2013年
- 为了提高主轴箱的静刚度,并减少其变形以及振动对整机加工精度的影响,该文对某大型旋风铣床主轴箱进行了动/静/热态特性仿真分析和综合优化。基于主轴箱模态分析识别出结构的薄弱环节,采用方案对比法对薄弱环节进行了改进研究;并基于热-结构耦合方法对主轴箱进行仿真,得到了力热耦合条件下主轴箱的温度、位移和应力分布云图,并提出相应的改进方案;最终获得主轴箱综合优化方案。优化后的主轴箱一阶固有频率提高了5.02%,最大变形量减小了约80%,最大等效应力减小了76.5%,且质量减小了5.6%。主轴箱的动静刚度得到了提高,热变形与应力也得到了改善,同时为其它关键件的综合特性分析优化提供了借鉴。
- 王禹林廖凯金娜冯虎田
- 关键词：主轴箱静动态特性热态特性有限元分析
- 大型螺纹磨床拖板动静态特性分析及结构优化被引量：2
- 2011年
- 采用SolidWorks建立某大型螺纹磨床拖板的三维模型,并借助ANSYS对其结构进行了模态分析,给出了拖板前三阶固有频率和相应振型,识别了该拖板结构的薄弱环节。在此基础上,以拖板结构固有频率及最大相对位移量为优化目标,同时考虑设计重量,提出该拖板结构四种改进方案,通过对各种方案分析比较确定结构综合优化方案并对其进行相应的静刚度校核确定最终优化方案。优化后的拖板与原型相比,重量基本保持不变的情况下,前三阶固有频率均有大幅提高,其中第一阶固有频率提高13.71%,对应的一阶振型的最大相对位移量减小18.54%;位移变形最大值减小65.3%,最大等效应力值减小了11.4%,从而实现了拖板的动静态特性分析与优化。对大型机床拖板的结构优化设计有着较大的借鉴意义。
- 吴晓枫王禹林冯虎田
- 关键词：模态分析固有频率静刚度
- 基于元结构的螺杆转子磨床床身动静态特性分析与优化被引量：8
- 2012年
- 螺杆转子磨床床身是关键的承载大件,其动静态性能的好坏将直接影响整机的加工精度和稳定性。为实现床身的快速动态优化设计,首先基于元结构理论,使用ANSYS软件仿真分析了床身筋格元结构各主要参数对其动态特性的影响。在此基础上,以提高床身低阶模态固有频率和降低床身重量为目标,对床身的结构参数进行优化,同时通过静力分析验证了优化方案的可行性。优化后,床身低阶固有频率得到了较大幅度的提高,其中一阶固有频率提高了22.3%,床身的重量下降了8.39%,同时静刚度也有明显提高,改善了床身的动静态特性,节约了制造成本。该方法对其他类似关键零部件的动态优化设计具有一定的借鉴意义。
- 王禹林孙文钊冯虎田
- 关键词：元结构床身动静态特性参数优化
- 基于硅油减振器的螺纹旋风铣削刀盘系统抑振研究被引量：1
- 2013年
- 螺纹旋风铣削的多刀具断续切削方式将加剧刀盘与工件间的交互冲击,引起刀盘系统的扭振,影响加工质量。以旋风铣削刀盘系统为研究对象,针对其在周期性切削力矩下发生扭振的特点,提出在铣削刀盘上安装硅油式减振器的抑振方案,进而建立基于硅油式减振器的旋风铣削刀盘系统动力学模型,对模型进行幅频特性分析,并对有无减振器两种方案下旋风铣削刀盘系统的动力学响应特性进行分析,以研究硅油式减振器对旋风铣削刀盘系统的减振效果。结果表明:硅油式减振器可有效地减小旋铣刀盘系统在不同切削频率下的振幅。当系统发生共振时,基于硅油式减振器的旋铣刀盘系统的响应幅值可降至7.10×10-4rad,降低了刀盘系统的扭振对螺纹工件加工质量和刀具寿命等的影响。
- 王禹林张春建李隆冯虎田
- 关键词：硅油减振器
- 精密螺母磨床床身动静态分析与结构优化被引量：6
- 2012年
- 以某型号精密螺母磨床为研究对象,使用Ansys有限元分析软件对其结构进行模态分析,识别出其结构设计中的薄弱环节。在此基础上,以提高床身低阶固有频率和降低床身质量为优化目标对其结构进行了改进。比较四种改进方案取得的结果,确定综合优化方案并对其进行相应的静刚度校核。优化后的床身与原模型相比,前四阶固有频率均有大幅提高,其中一阶固有频率提高16.7%,床身质量下降1.36%,最大位移变形降低了22.1%,且受力均匀,达到了预期的目标,同时也为螺母磨床床身的结构设计提供了参考依据。
- 齐陆燕王禹林冯虎田
- 关键词：磨床床身ANSYS结构优化
