近年来，随着我国航空航天、汽车、铁路、机床等行业的不断发展，石墨加工中心機床已成爲制造業大零件加工的核心，具有加工質量高、加工量大等優點。跨度大，剛度高，效率高。

石墨加工中心的性能直接影響到零件加工的質量和精度。石墨加工中心橫梁構件的靜、動態特性是影響加工中心性能的主要因素。因此，優化和改進現有的梁結構，以滿足石墨加工中心的要求，是一個迫切需要解決的問題。本文采用有限元分析方法，對橫梁結構的動、靜狀態進行了分析，得出了橫梁結構的優化設計和改進方案。

1.石墨加工中心和梁組件的結構特征

  石墨加工中心主要由工作台、主轴箱、冷却箱、横梁、滑枕、滑座等组成。石墨加工中心加工中心主要由双壁边梁结构支撑。其中，横梁组件主要包括主轴箱、滑动鞍座、主轴和横梁，主要实现双壁侧梁上沿导轨的进给运动，进给运动方向主要为X轴。横梁组件还承载着枕木和滑动座，其中枕木主要在滑动座上上下移动，而滑动座主要沿着横梁上的导轨左右移动。在石墨加工中心运行过程中，当滑块运行到最低点，滑块处于横梁的中间位置时，横梁的弯曲变形能力达到最大，从而对横梁各部件形成集中载荷。

導致橫梁的最大彎曲變形。此外，爲了保證快速准確的加工，在加工過程中，梁組件會受到自身重力、加速度和減速度慣性力以及複雜的切屑力的影響，梁組件成爲一個薄弱環節。因此，一些學者提出石墨加工中心最關鍵的部件，只有保持良好的動、靜性能，才能對大、重工件進行加工，保證其滿足高速運轉的要求。

2.基于有限元分析的梁結構靜動力分析

  本文重点研究了石墨加工中心梁组件的最大弯曲变形状态。通过使用三维软件Soid Works构建实体模型，在构建实体模型的过程中，为了保证计算效率和操作精度，简化了梁相关组件，最后实现了动态梁结构的静态特性采用有限元分析软件。详细分析。

2.1梁模型施工

  由So id Works构造的实体模型，其中梁和滑座为铸件，设定材料为HT250，材料特性设定为：密度7 200 kg / m3，泊松比0.27，弹性模量1.3倍; 105兆帕。将组合梁结构实体模型导入ANSYSWorkbench有限元分析软件，然后利用有限元分析组件将梁结构联网。由于网格的划分将直接影响有限元分析软件计算的速度和精度[3]，基于此研究，主要结构是使用Solid45单元结构，其中单元结构设置为80mm，最后通过使用免费网格。除法方法最终得到梁构件的有限元模型，如图2所示。

  其中，自由网格划分是最自动化的网格划分技术之一。它不仅可以在曲面上自动生成三角形或四边形网格，还可以在体上自动生成四面体网格，节省时间和精力。在啮合过程中，为了保证操作的准确性和效率，仅保留梁和柱以及相关部件以简化模型。同时，应忽略并采用三维类型的倒角，倒圆和凸台等小功能。

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