ANSYS Workbench在龙门式数控火焰切割机优化中的应用

"基于ANSYS Workbench的龙门式数控火焰切割机优化设计" 本文主要探讨了龙门式数控火焰切割机的动态机械性能优化，利用ANSYS Workbench软件进行约束模态分析，以提升设备的稳定性和加工精度。龙门式数控火焰切割机在大厚度碳钢板切割领域具有高效、精确和便捷的操作优势，但其在运行过程中可能会受到轨道激励和步进电机振动的影响，导致振动问题，从而影响到使用性能和加工精度。 模态分析是解决这一问题的关键。通过对结构进行模态分析，可以确定其固有频率和响应振型，以便识别潜在的共振现象。在无外力且忽略阻尼的情况下，结构的动力学微分方程简化为考虑质量和刚度的问题。模态分析的目的是找出结构在自由振动下的固有频率和对应的振动模式，这些参数对于评估系统对动力载荷的响应至关重要。 在实际操作中，文章使用ANSYS Workbench进行了有限元分析，通过对龙门式数控火焰切割机的模态分析，得到了前7阶固有频率。特别指出，第3、第4、第5阶固有频率位于步进电机的工作频率范围内，这可能导致共振，影响切割机的性能。为了解决这个问题，进行了结构改进，经过优化后的模态分析结果显示，第3至第7阶固有频率得到了显著提高，降低了共振的可能性。 ANSYS Workbench作为强大的工程仿真工具，其在结构优化和动态分析方面的应用为解决此类问题提供了有效途径。通过模拟和计算，工程师可以更准确地预测和控制设备的动态行为，从而实现结构的优化设计，确保龙门式数控火焰切割机在运行时具备更好的稳定性，提高其加工质量和效率。 关键词：约束模态分析，龙门式数控火焰切割机，ANSYS Workbench 中图分类号：TP（工程科技类） 本研究结合理论基础与实际工程应用，展示了如何运用先进的仿真软件来优化复杂机械设备的设计，以克服动态性能挑战，确保其在实际工况下的优良表现。通过深入的模态分析和结构优化，龙门式数控火焰切割机的性能得到了显著提升，这对于提升整个行业的技术水平具有重要意义。