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前言：

葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，作為現(xiàn)代化制造技術(shù)的代表產(chǎn)品，它對(duì)CNC加工中心本身性能提出了更嚴(yán)格的要求目前，五軸聯(lián)動(dòng)CNC加工中心是解決多種復(fù)雜曲面加工的唯一手段，床身作為五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的基礎(chǔ)件之一，是整臺(tái)加工中心的基礎(chǔ)和支架P]。床身承載著加工中心的立柱、滑座、轉(zhuǎn)臺(tái)、主軸等基礎(chǔ)件，其動(dòng)態(tài)性能直接影響到加工中心的加工精度和精度保持性，進(jìn)而影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

常用工作變形作為加工中心動(dòng)態(tài)特性綜合評(píng)估的指標(biāo)，它能表現(xiàn)出產(chǎn)品真正的運(yùn)動(dòng)變形情況，工作變形的實(shí)質(zhì)是由幾階自由模態(tài)根據(jù)不同的貢獻(xiàn)量組合而成[⁴]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)加工中心的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了大量的研究，張學(xué)良等利用赫茲接觸理論和分形幾何理論建立了結(jié)合面接觸剛度模型，揭示了結(jié)合面剛度與載荷等相關(guān)因子的非線性關(guān)系；孫金虎等就高精度CNC加工中心,利用有限元和模態(tài)試驗(yàn)結(jié)合的方法對(duì)整機(jī)進(jìn)行了剛度性能評(píng)估，針對(duì)其薄弱環(huán)節(jié)提出了改進(jìn)意見(jiàn)。黃應(yīng)來(lái)等M和余建新等™就加工中心的模態(tài)試驗(yàn)提出了密集模態(tài)和虛假模態(tài)的方法。

本文圍繞床身的自由模態(tài)，采用有限元和模態(tài)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)合的方法得出了接近自由模態(tài)的頻率和振型。通過(guò)對(duì)床身模態(tài)參數(shù)的分析，找到自身的薄弱環(huán)節(jié),為整個(gè)加工中心的動(dòng)態(tài)性能的測(cè)試研究具有重要意義^[11]。

1理論分析

如圖1所示，葉片加工中心床身整體呈t字型，定義_A-軸水平向右為正;y軸水平向前為正沁軸垂直向上為正。為了最大可能接近自由模態(tài)，床身采用6個(gè)橡膠墊塊支撐,分別布置在床身前端(T字型頭35、中端和尾端(T字型尾咅15。

圖1床身圖2彈性支承系統(tǒng)示意圖

自由模態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)般采用自由支撐方式。但由于床身質(zhì)量和體積等條件限制，分析采用彈性支撐的方式。如圖2所示，采用的支撐盡量柔軟，即具有較低的支撐剛度和和阻尼。采用自由支撐以后，相當(dāng)于給結(jié)構(gòu)增加了柔軟約束，剛體模態(tài)頻率不再是零，彈性模態(tài)也會(huì)受到影響。由于自由支撐的剛度、阻尼較小，機(jī)構(gòu)的彈性模態(tài)不會(huì)受到很大的影響。

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結(jié)束語(yǔ)：

1)當(dāng)結(jié)合面材料的彈性模型相差很大時(shí)，有限元分析就會(huì)出現(xiàn)大量的密集模態(tài)和重疊模態(tài)，其中有許多虛假模態(tài)。適當(dāng)增加彈性模量較小的一方材料的彈性模量，可對(duì)密集模態(tài)和虛假模態(tài)進(jìn)行快速甄選，且兩者的誤差相差不大。

2)力有限元結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比可知，正確的有限元模型可以在設(shè)計(jì)階段通過(guò)模態(tài)參數(shù)（例如頻率、振型等）的分析對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能評(píng)估，進(jìn)而可以提出修改建議，為以后的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供參考。

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