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1.前言
由于机床市场的激烈竞争，有必要缩短开发周期；也就是说，一种新型机床的成功设计，尤其是机床设计的个性化要得到保证。因此，在其设计阶段，整个机床结构动态行为的软件是重要的发展预测。通过分析和改性技术的变化，对结构的部分进行修改，可以通过电脑辅助工程（CAE）来确定。
CAE的第一步，是预测机床的结构，这主要是在本文所讨论的动态行为。 预测程序的软件已经开发出来。对加工中心结构进行测试，以表明该软件能有效的预测机床结构的动态，而且本文提出的程序也是有效的。
2. 机床结构动态模型
预测机床结构动态行为的第一步是建立一个合理的动态模型。有三类动态结构分析技术是目前已知的。他们分别是大规模分布式质量法[1]，集中恒定束方法[2]，有限元法（FEM）[3]。这些方法都能够估计其形式被称为弹性结构的动态行为。由于有限元建模的复杂性，所以比其他两种方法计算时间长。
由于机器结构是由许多结合面连接而成的组件，而且单个结构或组件不同， 所以它是一个综合的系统。结合面的动态特性大大影响整个机床结构的动态行为是由于大约60％的总动态刚度和90％左右的总阻尼起源于机床结构的结合面。 因此，要考虑在分析期间机床结构的动态行为[7]。
结合面的动态特性受多种因素影响。这里结合面的动态特性是指结合面的动态刚度和阻尼。 实验结果表明，结合面的动态特征是强烈的非线性[4,10]。因为结合面离不开机械系统，所以不可能用确定的结合面动态特性分析方法来解决这些因素。在实验中使用类似条件，直接通过实验获得结合面的动态刚度和阻尼值[7]。 既然有这么多的价值，在通过实验获得一般不变量的条件下，我们可以不使用它们，这样会很容易在一个新的机床设计的设计阶段预测机床动态行为。 本文使用的单位面积是第4节介绍的结合面面的动态特性参数所要解决的问题。
结合面动态特征的强烈非线性和动态刚度和阻尼的结合面都是基于CAE，才能从实验中获得单位面积结合面的动态特性参数的值，其可以分析确定机床结构动态行为，会有分析在此期间多次迭代。由于整个机床结构有限元建模如此复杂和计算时间很长，所以难以完成这些迭代，计算时间变得不合理。如何建立一个合理的机床结构动态模型是预测整个机床结构动态行为的关键。
由于整个机床结构的复杂性，合理的动态模型不应该只考虑计算整个机床结构的速度,源<自.751>文/论?文+网[www.751com.cn，但也不仅仅是处理结合面的非线性特性，而是建立整个机床结构动态模型，本文提出的方法能够满足这两个要求。基于前面的研究[1,2,7]可知，三种类型的元素：分布式的光束质量，集中质量和结合面都包括在本文提供的机床结构动态模型中，而通过实验获得的单位面积的动态的基本特征都是基于结合面的参数。
目前的机床结构造型主要是以修长为主，如一张床ywdg ，手臂，跨铁路等，在机床结构中的组件相当于分布式质量梁元素。一般用来模拟复杂与多节组成部分的几个等价梁[8]。集中质量元素是用来模拟重量，如电机的集中质量，齿轮等两个组件之间的结合，可以作为一个共同的元素。如导轨联合，相当于一个螺栓接头，汽缸联合等造型的处理，可以说明本文第加工中心结构案例研究的可靠性。
机床结构在正确选择适当的元素后，建立一个合理的动态模型要取决于不同形状的部件。基于建模可以分析整个机床结构动态行为的性能，有以下步骤。