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五坐标数控龙门加工中心动态优化设计 被引量:49
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作者 张建润 卢熹 +2 位作者 孙庆鸿 彭文 姚树健 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第21期1949-1953,共5页
在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度;在加工中心的结构优化设计过程中,提出了灵敏度分析法和基于动刚度的结构优化... 在大型高架桥式、高速、高精度五坐标龙门加工中心的动态设计中,通过动态测试的方法获得导轨结合面的特性参数并将其应用到数字仿真模型中,提高了模型的精度;在加工中心的结构优化设计过程中,提出了灵敏度分析法和基于动刚度的结构优化法,对主要部件的内部筋板结构进行了与传统方法不同的设计,提高了加工中心的动静态特性;针对加工中心在工作过程中不可避免的共振问题,巧妙利用机床的附属设备设计了抑制振动的调谐阻尼器。 展开更多
关键词 龙门加工中心 结合面参数 动态设计 调谐阻尼器
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一种龙门式加工中心横梁的动力学仿真研究 被引量:42
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作者 许丹 刘强 +1 位作者 袁松梅 刘景祎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期168-171,共4页
对一种国产龙门式加工中心的横梁关键部件,采用机械系统多刚体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行了静动态特性分析;在考虑重力和切削力作用下,由ADAMS计算出导轨与滑块间的作用力,从而计算出横梁部件的静态变形;通过动态测... 对一种国产龙门式加工中心的横梁关键部件,采用机械系统多刚体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行了静动态特性分析;在考虑重力和切削力作用下,由ADAMS计算出导轨与滑块间的作用力,从而计算出横梁部件的静态变形;通过动态测试和参数辨识方法获得导轨结合面特性参数并将其应用到横梁滑箱系统整体有限元模型中,经过模态分析得到系统固有频率和各阶振型图,并进一步分析了结合面参数变化对横梁滑箱系统整体动态特性的影响。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁 导轨结合面 刚度 有限元
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机床有限元热分析中对流换热系数的计算方法研究 被引量:36
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作者 阳红 殷国富 +3 位作者 方辉 刘立新 张定金 徐德炜 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期241-248,共8页
计算对流换热系数是机床有限元热分析中的一个关键问题。以龙门加工中心的Y向丝杠螺母进给系统为例,提出一种将实验数据与神经网络计算相结合的对流换热系数计算方法。该方法以丝杠螺母进给系统有限元分析模型为基础,利用有限元热分析... 计算对流换热系数是机床有限元热分析中的一个关键问题。以龙门加工中心的Y向丝杠螺母进给系统为例,提出一种将实验数据与神经网络计算相结合的对流换热系数计算方法。该方法以丝杠螺母进给系统有限元分析模型为基础,利用有限元热分析数据建立了一种反映对流换热系数与温度场之间变化关系的神经网络,并以温度实测值作为该神经网络输入量,计算出对流换热系数的数值。从与实验以及相似性计算方法的比较中可以看出本文计算方法有较高准确性和实用价值。 展开更多
关键词 对流换热系数 热分析 神经网络 龙门加工中心
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高架桥式五坐标龙门加工中心整机动特性分析 被引量:30
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作者 倪向阳 张建润 彭文 《精密制造与自动化》 2005年第1期24-26,共3页
基于试验识别机床各结合面参数,本文建立了机床整机有限元模型,并进行了静态、动态和谐响应分析,在此基础上找 出机床结构的薄弱环节,为机床结构优化设计提供技术支持。
关键词 龙门加工中心 机床结构 五坐标 结合面 谐响应分析 薄弱环节 静态 高架桥 动特性分析 桥式
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龙门加工中心横梁部件的拓扑优化设计与分析 被引量:26
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作者 王晓煜 贾振元 +1 位作者 杨帆 张树礼 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第11期64-68,共5页
提出一种应用结构拓扑优化方法,对龙门加工中心横梁部件的纵、横截面的筋肋分布形式进行拓扑优化的优化方法。利用优化的截面形状建立横梁的三维模型,并对优化后的横梁部件模型进行动、静态特性的有限元分析。分析结果表明优化后的横梁... 提出一种应用结构拓扑优化方法,对龙门加工中心横梁部件的纵、横截面的筋肋分布形式进行拓扑优化的优化方法。利用优化的截面形状建立横梁的三维模型,并对优化后的横梁部件模型进行动、静态特性的有限元分析。分析结果表明优化后的横梁结构质量减轻6%,最大变形量为原设计的50%,一阶共振频率提高51%。该方法可为大型结构件的优化设计提供有益的借鉴与参考。 展开更多
关键词 龙门加工中心 有限元 拓扑优化 横梁部件
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基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法研究 被引量:20
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作者 阳红 方辉 +3 位作者 刘立新 张定金 殷国富 徐德炜 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期117-124,共8页
为了合理分配机床热刚度并为机床零部件的热刚度优化提供依据,提出一种基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法。该方法针对机床不同零部件的热刚度对整机热刚度的影响具有不完全相同的特征,定义一种机床重点热刚度的概念... 为了合理分配机床热刚度并为机床零部件的热刚度优化提供依据,提出一种基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法。该方法针对机床不同零部件的热刚度对整机热刚度的影响具有不完全相同的特征,定义一种机床重点热刚度的概念。根据机床温度和热误差试验数据,利用径向基神经网络建模精度高和泛化能力强的特点,建立一种机床热误差神经网络预测模型。以机床不同零部件达到热平衡后产生的单位温升为热误差预测模型的输入矢量,计算热误差变化值作为机床重点热刚度的辨识依据,在此基础上阐述机床重点热刚度辨识方法的原理和实施步骤。将该方法应用在一台高架桥式龙门加工中心的重点热刚度辨识上,辨识结果与验证试验得到的结果相一致。 展开更多
关键词 重点热刚度 辨识 热误差预测模型 神经网络 龙门加工中心
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高速龙门加工中心GMC3000动态特性的有限元分析 被引量:17
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作者 刘芳 杨庆东 +1 位作者 刘国庆 龚国庆 《现代制造工程》 CSCD 2007年第3期113-116,共4页
在大型高架桥式高速数控加工中心GMC3000的设计中,利用有限元分析方法对GMC3000各个主要部件及整机做静变形计算、模态分析和动力响应分析,找出影响整机动态性能的薄弱环节并提出结构设计修改方向,从而使机床具有更好的静态、动态特性。
关键词 龙门加工中心 模态分析 动态特性
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GMF3022龙门加工中心横梁的模态及谐响应分析 被引量:19
8
作者 季彬彬 张森 +3 位作者 杨玉萍 邱自学 刘传进 任东 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第10期36-38,42,共4页
以GMF3022龙门加工中心横梁为研究对象,对横梁的模态及谐响应特性进行了研究。首先对横梁进行简化,得到其振动力学模型,用理论计算方法求解出横梁的一阶固有频率,然后运用Ansys软件对横梁进行模态及谐响应分析,获取了横梁结构的固有频... 以GMF3022龙门加工中心横梁为研究对象,对横梁的模态及谐响应特性进行了研究。首先对横梁进行简化,得到其振动力学模型,用理论计算方法求解出横梁的一阶固有频率,然后运用Ansys软件对横梁进行模态及谐响应分析,获取了横梁结构的固有频率及振型,并得到了横梁的幅频响应曲线。结果表明:横梁结构的理论计算频率与软件仿真结果相近,激振力频率与横梁结构四五阶固有频率接近时容易发生共振。为横梁结构的动态优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁 模态分析 谐响应分析
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基于多目标优化的龙门加工中心动横梁筋板结构优化设计方法 被引量:16
9
作者 朱金波 徐如涛 +1 位作者 高新红 李勇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第10期41-44,共4页
针对模态分析、拓扑优化在龙门加工中心动横梁筋板形位尺寸优化中的局限性,提出了基于多目标优化的龙门加工中心动横梁筋板结构优化设计方法。该方法以模态分析和拓扑优化改进后的龙门加工中心动横梁为研究对象,把动横梁的质量、第1阶... 针对模态分析、拓扑优化在龙门加工中心动横梁筋板形位尺寸优化中的局限性,提出了基于多目标优化的龙门加工中心动横梁筋板结构优化设计方法。该方法以模态分析和拓扑优化改进后的龙门加工中心动横梁为研究对象,把动横梁的质量、第1阶固有频率和自重状态下最大变形量为优化设计目标函数,动横梁筋板结构的位置尺寸和筋板的厚度尺寸作为优化变量,建立了龙门加工中心动横梁筋板结构的多目标优化模型,分析了优化变量对动横梁质量、第1阶固有频率和自重状态下最大变形量的影响,求出了动横梁部件筋板结构Pareto最优解。经过多目标优化改进后的动横梁部件1阶固有频率提高了7.36%、质量减轻了4.97%、自重状态下最大变形量略有减小,表明该优化设计方法合理可行。 展开更多
关键词 多目标优化 龙门加工中心 筋板结构
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大型龙门式加工中心横梁筋板设计与分析 被引量:15
10
作者 唐振宇 李锻能 《机床与液压》 北大核心 2011年第22期40-42,共3页
大型龙门式加工中心的龙门式结构中,横梁是其关键部件之一,起着连接滑座、滑鞍等关键部件的作用,而横梁自身的设计结构及布局决定了其静、动态特性,其中横梁筋板的动、静态特性直接关系到加工中心的整机性能。对大型龙门式加工中心常用... 大型龙门式加工中心的龙门式结构中,横梁是其关键部件之一,起着连接滑座、滑鞍等关键部件的作用,而横梁自身的设计结构及布局决定了其静、动态特性,其中横梁筋板的动、静态特性直接关系到加工中心的整机性能。对大型龙门式加工中心常用的4种筋板结构横梁的静、动态特性进行仿真分析,结果表明,O型筋板结构横梁的静、动态特性最优。采用O型筋板横梁的龙门式加工中心的整机性能更好,可更好地保证机床加工精度和效率。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁筋板设计 静动特性分析
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GS5200龙门五面加工中心横梁部件动态特性分析 被引量:13
11
作者 石彦华 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第5期74-77,共4页
针对GS5200龙门五面加工中心的横梁关键部件,通过建立三维有限元模型,在考虑重力和切削力作用下,计算出横梁部件的静态变形;利用有限元分析软件对该部件进行模态分析和动力响应分析,得到系统固有频率和各阶振型图,并进一步分析了结合面... 针对GS5200龙门五面加工中心的横梁关键部件,通过建立三维有限元模型,在考虑重力和切削力作用下,计算出横梁部件的静态变形;利用有限元分析软件对该部件进行模态分析和动力响应分析,得到系统固有频率和各阶振型图,并进一步分析了结合面参数变化对横梁滑箱系统整体动态特性的影响,找出影响部件动态性能的薄弱环节。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁 模态分析 动态特性 结构优化
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基于产品形象的大型机电产品外观视觉形象建构 被引量:14
12
作者 张久美 胡光忠 徐刚 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第2期123-126,共4页
为解决大型机电产品外观缺乏整体形象建构的问题,将产品形象的视觉设计方法与机电产品外观设计相融合,探讨了大型机电产品的形象建构程序,提出基于产品形象的大型机电产品外观视觉形象建构方法。以龙门加工中心外观视觉形象建构为例,在... 为解决大型机电产品外观缺乏整体形象建构的问题,将产品形象的视觉设计方法与机电产品外观设计相融合,探讨了大型机电产品的形象建构程序,提出基于产品形象的大型机电产品外观视觉形象建构方法。以龙门加工中心外观视觉形象建构为例,在满足使用功能前提下,运用产品视觉形象建构方法,获取理念识别,以造型特征设计为手段,对产品的形态、色彩、人机等方面的核心形象要素进行分析,塑造并提升了龙门加工中心的整体外观视觉形象,为大型机电产品的整体外观形象设计提供参考。 展开更多
关键词 工业设计 产品视觉形象 大型机电产品 龙门加工中心
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龙门加工中心横梁结构设计与分析 被引量:13
13
作者 张森 杨玉萍 +2 位作者 季彬彬 邱自学 刘传进 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第10期32-34,共3页
横梁的静动态特性对工件的几何精度和表面质量有重要影响,为获得具有较好静动态特性的横梁结构,在横梁材料、外部尺寸、壁厚、筋板厚度相同的条件下,仅改变筋板的类型,设计了四种横梁结构;运用有限元分析软件分别对其进行静力学分析和... 横梁的静动态特性对工件的几何精度和表面质量有重要影响,为获得具有较好静动态特性的横梁结构,在横梁材料、外部尺寸、壁厚、筋板厚度相同的条件下,仅改变筋板的类型,设计了四种横梁结构;运用有限元分析软件分别对其进行静力学分析和模态分析,得到了四种横梁的最大位移变形量和前六阶模态频率及振型;结果表明:V型结构横梁的总位移变形量最小,为27.6μm,一阶模态频率为102.2Hz,具有较好的静动态特性,是最优设计方案;为横梁的结构设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁 结构设计 有限元分析
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基于VERICUT的虚拟龙门加工中心建模和仿真关键技术研究 被引量:12
14
作者 高骏 杜柳青 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第5期116-118,123,共4页
为减少零部件试切,检验数控工艺合理性,构建了虚拟龙门加工中心。研究了龙门加工中心运动,阐述了侧面铣头运动由旋转中心和换刀点控制,提出了虚拟机床侧面铣削运动构建方法,可实现各角度侧面铣。搭建了虚拟加工环境,通过零件仿真加工,... 为减少零部件试切,检验数控工艺合理性,构建了虚拟龙门加工中心。研究了龙门加工中心运动,阐述了侧面铣头运动由旋转中心和换刀点控制,提出了虚拟机床侧面铣削运动构建方法,可实现各角度侧面铣。搭建了虚拟加工环境,通过零件仿真加工,完成了零件顶面及4个侧面的铣削加工,验证了数控代码的正确性,检验了数控工艺合理性,减少了零件试切,缩短了开发周期,仿真结果表明虚拟龙门加工中心的正确性。 展开更多
关键词 龙门加工中心 虚拟机床 侧面铣削 仿真加工
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龙门加工中心滚珠丝杠传动系统的温度场和热变形分析 被引量:11
15
作者 刘兴业 殷国富 +2 位作者 刘立新 方辉 阳红 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第4期1-4,共4页
龙门加工中心滚珠丝杠热变形是机床误差的重要原因之一。根据企业龙门加工中心丝杠传动系统的实际工作状态,建立了丝杠支座温度场和热变形的ANSYS分析模型。通过施加移动热载荷,在ANSYS中求解了丝杠的温度场和热变形,获得丝杠表面温度... 龙门加工中心滚珠丝杠热变形是机床误差的重要原因之一。根据企业龙门加工中心丝杠传动系统的实际工作状态,建立了丝杠支座温度场和热变形的ANSYS分析模型。通过施加移动热载荷,在ANSYS中求解了丝杠的温度场和热变形,获得丝杠表面温度场分布趋势以及丝杠进给方向的热变形变化情况,在此基础上提出相应的改进建议,为机床优化设计和提高机床的加工精度提供了依据。 展开更多
关键词 龙门加工中心 滚珠丝杠 移动热载荷 温度场 热变形
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龙门加工中心横梁组件静动态分析及结构改进 被引量:11
16
作者 张森 杨玉萍 +3 位作者 季彬彬 邱自学 刘传进 郭永海 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第8期55-57,共3页
为提高龙门加工中心的静动态特性,保证加工工件的几何精度,运用有限元软件对横梁组件进行了静动态分析,发现横梁是横梁组件的薄弱结构。采用对角筋板理论,对横梁进行了结构改进,并进行有限元分析。结果表明,改进后横梁组件的变形量减少... 为提高龙门加工中心的静动态特性,保证加工工件的几何精度,运用有限元软件对横梁组件进行了静动态分析,发现横梁是横梁组件的薄弱结构。采用对角筋板理论,对横梁进行了结构改进,并进行有限元分析。结果表明,改进后横梁组件的变形量减少了7.6%,一阶模态频率提高了17.2%,静动态特性得到了明显提高。最后通过实验结果与理论结果进行对比,验证了改进方案的合理性,为横梁组件结构设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁组件 有限元分析 结构改进
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基于热态信息链的龙门加工中心结构优化技术 被引量:9
17
作者 阳红 殷国富 +2 位作者 刘立新 方辉 张定金 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2405-2414,共10页
为了分析机床零部件热变形对热误差的影响,提出机床热态信息链的概念来描述零部件与整机热态特性之间的关系,并采用包含温度场和热位移场信息的机床热—结构耦合有限元分析模型作为该热态信息链的载体。提出一种机床热态信息挖掘方法,... 为了分析机床零部件热变形对热误差的影响,提出机床热态信息链的概念来描述零部件与整机热态特性之间的关系,并采用包含温度场和热位移场信息的机床热—结构耦合有限元分析模型作为该热态信息链的载体。提出一种机床热态信息挖掘方法,以明确机床零部件中导致整机热态精度下降的薄弱环节。以一台龙门加工中心为实验对象,对该机床实施热态信息挖掘,并根据挖掘的结果进行结构优化。实验表明优化后机床的z向热误差减少了85.5μm,验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 热态信息链 信息挖掘 龙门加工中心 结构优化
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动梁龙门加工中心横梁结构设计与优化 被引量:10
18
作者 郭琳娜 郑天池 +2 位作者 鞠家全 孙小刚 邱自学 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第6期90-93,共4页
横梁结构设计的品质在很大程度上决定了动梁龙门加工中心的刚度和强度性能;横梁结构中加强筋的设计与布局直接影响横梁的静/动态特性。基于有限元法对动梁龙门加工中心的横梁进行静/动态分析,获得了横梁在极端工况下的变形情况以及横梁... 横梁结构设计的品质在很大程度上决定了动梁龙门加工中心的刚度和强度性能;横梁结构中加强筋的设计与布局直接影响横梁的静/动态特性。基于有限元法对动梁龙门加工中心的横梁进行静/动态分析,获得了横梁在极端工况下的变形情况以及横梁结构的前六阶固有频率与振型。结果表明,十字形加强筋难以满足实际工作要求,因此将加强筋结构改成米字形,使横梁的变形量减少了20.265%,一阶模态频率提高了4.405%,表明该优化设计方法合理可行,为横梁的结构设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁 静/动态 加强筋
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龙门加工中心横梁关键尺寸灵敏度分析与优化 被引量:10
19
作者 杨玉萍 张森 +1 位作者 季彬彬 邱自学 《制造业自动化》 北大核心 2013年第16期110-112,117,共4页
为提高龙门加工中心横梁的静动态特性,运用ANSYS有限元分析软件,以横梁的静变形量和一阶模态频率为性能指标,对横梁结构的关键尺寸进行灵敏度分析,得出关键尺寸的变化对横梁静变形量及一阶固有频率的影响情况。根据灵敏度分析结果,找出... 为提高龙门加工中心横梁的静动态特性,运用ANSYS有限元分析软件,以横梁的静变形量和一阶模态频率为性能指标,对横梁结构的关键尺寸进行灵敏度分析,得出关键尺寸的变化对横梁静变形量及一阶固有频率的影响情况。根据灵敏度分析结果,找出对性能指标影响较大的结构尺寸,通过变尺寸法调整横梁关键尺寸进行结构优化与分析。结果表明:优化后横梁结构的静变形量减小了3.3%,一阶频率提高了0.4%,同时重量减轻了9.7kg,在控制横梁重量的前提下,提高了横梁的静动态特性,为机床零部件及整机的优化设计提供了可借鉴的方法。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁 灵敏度分析 有限元
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大规格铝型材龙门加工中心横梁静动态特性分析 被引量:9
20
作者 刘伟虔 张进生 +4 位作者 韩德建 孙芹 郭全杰 孙建刚 亓爱林 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第9期38-41,共4页
以大规格铝型材龙门加工中心横梁为研究对象,对其截面形状和筋板布置进行了设计;采用了理论计算和仿真相结合的方式对其静力学特性进行了分析,获得了横梁极端工况下的变形情况;运用ANSYS Workbench软件对横梁进行模态及谐响应分析,获取... 以大规格铝型材龙门加工中心横梁为研究对象,对其截面形状和筋板布置进行了设计;采用了理论计算和仿真相结合的方式对其静力学特性进行了分析,获得了横梁极端工况下的变形情况;运用ANSYS Workbench软件对横梁进行模态及谐响应分析,获取横梁结构的前六阶固有频率及振型,并得到横梁的频幅响应曲线。结果表明:该横梁静刚度良好;激振力频率与横梁1、2、5阶固有频率接近时容易发生共振,在加工时应合理选择工艺参数(主轴转速、刀具齿数)使激振频率远离共振频率。为横梁结构的静动态分析及后期优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 龙门加工中心 横梁 静力学分析 模态分析 谐响应分析
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