2 分析模型

1. 结构的动力学模型及分析
   床身长2160mm，宽760mm，高750mm。导轨形式为,—平导轨，内部有两条横向垂直筋板支撑导轨。床身前壁开有大窗口，内部筋板纵横相间，并有多条加强小筋板，底部为封闭形式，床身外壁厚18mm，筋板厚14mm。
   

   
   图1 磨床床身有限元模型及振型示意图

   床身采用体单元建模(图1a)。第一阶振动频率为289.5Hz，为相对位移量较大的扭转振动(图1b)。这反映出原床身在磨削力激励下容易产生大幅扭振，使磨削表面产生振纹，导致磨削精度的下降。
   造成抗扭刚度不足的主要原因为床身内部筋板布置不合理、床身正面开有大窗口而使纵横筋板断开所致。针对上述分析，在考虑床身外型尺寸不变的前提下，对床身内部筋板结构和布局作相应的修改，提出了四个改进方案。本文将分析床身内部筋板数目和布局的变化对结构动态特性的影响，为实现床身的优化设计提供必要的依据。
2. 改进模型
   由于床身基本功能的要求，其外型尺寸基本上是确定的，所以内部筋板布局是调节床身动力学特性的较好着眼点。
   改进型床身底部采用非封闭结构，外壁厚16mm，内部筋板厚12mm。同时为保证床身导轨具有较高的静刚度，改进型床身内部支撑导轨的横向垂直筋板不变，V—平导轨的间距不变，其它两个方向的筋板布局如图2 所示。

   
   图2 床身结构改进后的模型

   • 改进a型：床身内部有三条水平筋板和三条纵向垂直筋板。
   • 改进b型：床身内部有二条水平筋板和三条纵向垂直筋板。
   • 改进c型：床身内部有二条水平筋板和二条纵向垂直筋板。
   • 改进d型：床身内部有二条水平筋板和三条纵向垂直筋板(与改进b型的区别在于一条水平筋板的位置不同)。

3 动态分析及结果