邱文瀛，张建富，郁鼎文，曹宇中，杜海涛

(1.清华大学 机械工程系, 北京 100084；2. 昆山华辰重机有限公司，江苏 昆山 215337)

0 引言

随着产品制造水准的提升和加工成本的降低，机床的结构性能需进一步增强，机床的制造成本也需要进一步降低。因此，如何在机床数字化设计过程中，通过研究整机静动态特性，准确识别影响机床整机性能的薄弱环节、确定优化目标、提升整机的性能是一个重要的研究方向。Huang等[1]通过建立整机有限元模型，仿真计算主要部件各个方向的静刚度，辨识整机静刚度薄弱环节。刘启伟等[2]通过有限元仿真得到串联刚度场曲线，通过刚度的变化率识别了机床整机的薄弱环节。于长亮等[3]基于串联刚度系统，提出动刚度薄弱环节的识别方法，通过计算部件对固有频率的影响程度辨识动刚度的薄弱环节。目前针对整机结构的性能分析，很少同时考虑动静刚度特性，且对于机床优化分析，除了考虑薄弱环节，还需从减少成本出发，考虑机床的轻量化。在综合考虑整机的动静态特性下，同时从增强刚度和轻量化方面精准确定优化目标，能够高效的优化整机的性能。

机床的安装通常需要通过地脚支撑连接床身与地脚，目前的有限元仿真分析研究中，很少有考虑地脚对机床性能的影响，仅将地脚支撑考虑为刚性连接。李荃等[4]研究表明弹性连接的垫铁前两阶模态明显低于刚性连接。张辉等[5]提出了一种辨识地脚结合部等效刚度与阻尼的方法，并验证了不考虑地脚支撑的仿真与实验结果差距较大。……