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机床整机结构特性直接影响着机床产品的加工质量和生产率,是评价机床产品性能优劣的关键指标之一。在机床设计阶段进行机床整机结构性能预测和修改,不仅可大大提高机床产品的设计质量,而且可以缩短机床产品开发周期、降低开发成本,对提高机床产品的一次性设计成功率和市场竞争力具有非常重要的意义。 本文针对机床整机结构CAE技术中机床结构静态特性的边界元建模和解析方法开展了相关研究工作。首先推导了薄板面内问题和弯曲问题静态特性的边界元解析公式,并应用区域划分法研究了薄板面内问题和弯曲问题的区域耦合的边界元解析方法。然后基于板单元合成思想,通过建立板元件之间的刚性结合条件,研究了机床大件结构中空间薄板结构的静态特性边界元建模与解析方法。 根据以上所建立的机床结构静态特性边界元模型及推导出的边界元解析公式,基于Matlab环境,应用M语言开发了空间薄板组合结构的边界元静态解析软件。通过软件的解析结果与已有的薄板结构解析解及有限元法的数值解进行对比,表明本文所建立的空间薄板结构的边界元模型、解析方法及所开发的软件是正确的,同时也表明边界元模型在进行机床结构特性方面具有很大的应用潜力。