以提升机床立柱动态特性为目标,提出一种基于元结构特征的动态优化方法。依据机械元结构思想将机匣加工中心立柱分解,并提取出能代表其动态特性的元结构。基于有限元模态分析法,探究了元结构中筋板类型及其尺寸参数对其模态参数的影响规律,在此基础上对该元结构进行优化。通过对比结构优化前后的立柱动态特性并对改进后的立柱进行实验模态分析,验证了该方法的可信性。研究结果表明,该方法可以在后续在虚拟设计阶段中有效控制机床的隐性性能指标,为基于动态特性对其进行设计评价提供了数据支撑。

叶片是航空发动机的重要组成部分,它的制造精度直接影响着发动机的性能。床身作为数控机床的基础件,它的动态性能也是叶片加工的关键要素之一。以叶片五轴联动加工中心的床身为研究对象,通过有限元分析和模态试验分析,对其进行动态性能评估,找到床身的薄弱环节并进行优化设计,为以后的生产提供参考。同时,在有限元分析中提出一种快速甄别密集模态和虚假模态的方法,并通过实验进行验证。