床身是机床重要的基础部件,其动态特性和静态特性直接影响机床加工精度及精度的稳定性。通过有限元分析软件Ansys分析不同形状铣床床身的动态特性,研究数控铣床床身固有频率的影响因素,为床身的设计提供了一定的理论依据。
另外,在学校教育管理思维方式方面,放大了作为校长的功能,凸显了校长主导作用,弱化师生在学校发展中的促进作用,在一定程度上将学校发展的压力聚焦在校长一个人身上。现实中,大部分中小学校长在角色定位上侧重管理者,使得校长将工作重心放到参加上级部门会议、迎接检查、接待来访等方面,繁重的行政事务使得校长严重偏离教育者和领导者的角色,给学校的教育教学改革和长远发展带来影响,给校长增加了更多心理压力。
1.数控铣床床身有限元模型
(1)铣床床身的三维模型。首先建立三维模型,这是进行有限元分析的基础。本文利用比较流行的三维软件Pro/E创建三维模型,并把Pro/E三维模型导入到有限元分析软件Workbench中。
(2)材料属性和边界条件。床身材料为HT250,密度为7.28×103kg/m3,泊松比为0.156,弹性模量为1.38×105MPa,
数控铣床床身通过地脚螺钉与地面相连,为尽可能使床身受到的载荷与实际情况吻合,所以边界处理时将其接合面全约束处理。
将转化后的拟南芥种子进行春化并播种在含有潮霉素(Hygromycin B)的MS培养基上,23℃下培养10 d,将筛选出的生根抗性苗移栽到无抗板上,待其长出4 ~ 6片叶后移至土中,提取叶片DNA进行PCR鉴定。将野生型及含promoter-DGAT2-pCAMBIA1304的拟南芥 T2代苗的根、茎、叶、花、果荚和种子置于含有5-溴-4氯-3-吲哚葡萄糖苷(X-β-D-glucuronide)的GUS染液中,37℃避光保温24 h,充分染色后分别采用50%、75%、90%及无水乙醇依次脱色并在体式显微镜下拍照。
(3)有限元网格划分。采用有限元分析软件ANSYS Workbench进行自动网格划分,使用四面体和六面体结合的划分方式,分析方法为HexDominant。矩形床身网格划分,得节点数为122 988,单元数为65 068个,V形床身网格划分,得节点数为124 906,单元数为66 082个,划分网格如图1和图2所示。
(5)CT检查前,医护人员应向受检者做好宣教工作,嘱其在检查过程中不要动来动去,避免造成检查图像模糊或伪影,造成受检者需重新检查,增加医疗费用,也会导致医疗资源浪费。
2.机床床身模态分析
机床底座模态分析主要分析底座的固有频率和振型,其作用为避免底座受载后发生共振现象,同时也是进行其他动力学(响应谱)分析的起点。
因为第一阶和第二阶固有频率对于机床床身的动态特性影响较大,所以本文重点分析前两阶模态特性。通过有限元分析得出数控铣床床身的第一、第二阶模态振型图,如图3~图6所示,并把前6阶振型特征做成表格,如表1和表2所示。
图1 V形床身网格划分
图2 矩形床身网格划分
从图3、图4和表1可以看出,数控铣床V形床身一阶振型为床身中间上半部分上下摆动,固有频率为170.26Hz,在该振型下V形床身的最大振幅为92.607μm,此时的最大变形为2.372 2mm;床身二阶振型为床身中间下半部分上下摆动,固有频率为190.71Hz,在该振型下V形床身的最大振幅为80.555μm,此时的最大变形为4.941mm;从图5、图6和表2可以看出,数控铣床矩形床身一阶振型为床身中间绕XZ平面对称摆动,固有频率为169.75Hz,在该振型下V形床身的最大振幅为388.78μm,此时的最大变形为2.227 4mm;床身二阶振型为床身中间部分上下摆动,固有频率为196.53Hz,在该振型下V形床身的最大振幅为779.52μm,此时的最大变形为4.687mm。
图3 V形床身第一阶振型
图4 V形床身第二阶振型
图5 矩形床身第一阶振型
图6 矩形床身第二阶振型
表1 V形床身模态分析结果
阶次 固有频率/Hz 最大振幅/μm 最大变形/mm 1 170.26 92.607 2.372 2 2 190.71 80.555 4.9410 3 211.46 201.280 1.458 5 4 250.72 619.680 5.116 9 5 283.24 199.300 2.047 3
表2 矩形床身模态分析结果
阶次 固有频率/Hz 最大振幅/μm 最大变形/mm 1 169.75 388.78 2.227 4 2 196.53 779.52 4.6870 3 236.45 740.24 1.356 1 4 250.45 801.40 5.098 4 5 286.65 210.82 1.947 8
3.结语
通过表1、表2对比分析V形床身和矩形床身的前5阶阵型特征,可以看出V形床身和矩形床身对其固有频率和最大变形影响不大,但是V形床身能极大减少其振幅。所以设计机床床身时应优先考虑V形床身,从而优化床身结构,提高其动态性能。
参考文献:
[1] 倪晓宇,易红,汤文成,等.机床床身结构的有限元分析与优化[J].制造技术与机床,(2):47-50.
[2] 郝文化,肖新标,等.ANSYS 7.0实例分析与应用[M].北京:清华大学出版社,.
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