摘要：首先应用三维设计软件建立某数控卧式加工中心的三维模型。将三维模型转化为整机的有限元模型，并对其进行了静态分析和动态分析，得出了三个方向的静刚度和整机1-5阶固有频率和振型，寻找出了机床的薄弱环节，为机床结构的优化设计提供了参考依据。

关键词：机床有限元法;静力分析;模态分析

中图分类号：TH123   文献识别码：A

引言

机床是由多个零部件组成的复杂组合结构，仅对个别零部件进行分析，无法全面反映机床整体的性能，必须对机床进行整机有限元分析。

有限元分析是一种分析计算复杂结构的数值计算方法，为机床的静、动态特性分析提供有力的工具。本文以某卧式加工中心为研究对象，采用有限元分析软件对其进行静力分析和模态分析，徐找机床的薄弱环节，为机床设计的改进提供依据。

1  有限元模型建立

利用Pro/ENGINEER软件进行机床整机的CAD建模。为了节省计算时间，提高分析效率，尽可能如实地反映机床的主要力学特征前提下。需要对CAD模型进行必要的简化，比如删除掉倒角、圆角、螺纹孔等小特性以及不涉及力传递的小零件。简化后的CAD模型如图1所示。

将CAD模型导入ANSYS软件，根据零部件之间实际的接触情况，设置接触面的接触形式，所有外购件的刚度来自供应商的样本手册，其刚度特性由假想材料模拟。采用四面体单元进行网格划分。有限元模型由259565个单元，811144个节点组成，有限元模型如图2所示。

2整机静力学分析