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机床本身的动态特性对机床加工效率和产品的质量影响很大。目前越来越多的直线滚动导轨应用到各种数控机床上面,导轨的结合部是影响机床动态特性的关键技术因素。因此研究机床移动部件在变位置状态下的模型及其快速求解方法,是预测机床加工精度的基础和关键。
论文首先对有限元分析方法以及实现有限元分析的ANSYS软件进行了介绍。ANSYS软件是一种大型通用的有限元分析软件,可以准确的进行机床的静力、模态等动力学的有限元分析。
本论文着重研究了数控机床直线滚动导轨在变化位置下的固有频率以及对应频率下的振型图。在ANSYS中建立不含有边界条件和载荷条件的有限元模型,形成各自的质量矩阵和刚度矩阵,然后在MATLAB中再组装成不含结合部特性的总体刚度矩阵和质量矩阵,最后根据结构模型中点与点之间所具有的联结关系,将结合部的特性融合到上述总体矩阵中去,通过MATLAB编程,只需在界面中输入变位置后的节点号就可以得到导轨滑块的固有频率和振型。通过与用有限元软件ANSYS分析结果相比较,得到了令人比较满意的结果,实现了导轨移动模型的快速解法。