茅启园，沈建明

(常州轻工职业技术学院 机械工程系 ，江苏 常州　213164)

基于ANSYS Workbench 的加工中心横梁有限元分析与优化*

茅启园，沈建明

(常州轻工职业技术学院 机械工程系 ，江苏 常州213164)

摘要：横梁是龙门加工中心关键部件之一，其静动态特性直接关系到整机性能。文章在ANSYS SpaceClaim环境下建立横梁实体模型，运用workbench进行横梁静动态分析计算，并在其基础上利用响应面法对其进行优化设计。改进横梁的肋板结构尺寸，提高性能，为横梁优化提供了理论依据。

关键词：加工中心横梁;静动态特性分析；响应面法

0引言

加工中心可以实现车铣钻磨等多种工序的加工，对机床结构的要求就较高，而加工中心横梁是龙门型加工中心的重要部件，其静动态性能对加工精度的影响较大。本文针对某型号龙门加工中心利用ANSYS SpaceClaim软件进行建模，直接导入到workbench平台,运用workbench进行横梁静动态分析计算，根据分析结果，提出优化方案，改进其该型加工中心的切削加工综合性能。

1建立横梁几何模型

该型龙门加工中心横梁采用O型筋板结构，为焊接结构。横梁截面考虑受弯设计为上窄下宽的梯形结构,高820mm、长4850mm、宽770mm,筋板厚度为8mm，横梁上下壁板的厚度为20mm,横梁左右壁板的厚度为8mm，背部壁板厚度为8mm。 横梁不仅受到外部复杂载荷的影响,还通过滑台带动主轴做进给运动,为防止薄壁振动,横梁内部有9根8mm的筋板，以中间肋板中面为对称面均匀分布。

ANSYS SpaceClaim是基于直接建模思想的参数化模型处理工具，所代表的是一种动态建模技术，即对于无论何种来源的模型都可以直接编辑，而无需考虑模型的历史，不受参数化设计中复杂的关联所约束。……