技術特征：

1.移動式定梁龍門框十字交叉形筋板的設計方法，其特征在于：該方法包括如下步驟，步驟一：十字交叉形筋板結構的移動式定梁龍門框靜力分析；

首先對移動式定梁龍門框進行三維建模，因為橫梁整體采用焊接結構，而斜向隔板能提高抗彎剛度，又能提高抗扭剛度，為了滿足焊接結構剛度不足的問題，除設計與橫梁截面平行的筋板外，十字交叉的筋板為厚度10mm的鋼板由橫梁截面對角交叉形成，筋板長度與橫梁長度一致；將建立好的三維模型導入到有限元分析軟件ANSYS Workbench中；橫梁材質為鋼材Q235，溜板及滑枕材質為灰鑄鐵HT300，使用Solid186單元進行網格劃分，單元尺寸設置為40mm；

模擬橫梁真實工況設置約束條件為：橫梁兩端與滑座接觸面處豎直方向Z向進行約束；在橫梁一端安裝電機的位置處添加柱坐標系，將水平Y向即柱坐標X向進行約束；橫梁另一端對稱位置只約束水平Y方向；這三個約束形式，能夠保證橫梁靜力分析精確求解；

當滑枕和溜板裝配在移動式定梁龍門框中部位置時，模擬橫梁所受垂向力極限情況下的靜力變形，分析其垂直Z向的最大變形量；

步驟二：十字交叉形筋板結構的移動式定梁龍門框的動力學分析；

步驟2.1：定梁龍門框的模態分析

只從靜力方面分析定梁龍門框的特性是不夠的，需要進一步分析其動態特性；對橫梁自由模態進行分析，由于橫梁的前幾階固有頻率對定梁龍門框性能影響最大，本方法選擇十字交叉形筋板結構的橫梁的前三階模態，進而得到其固有頻率；

步驟2.1：定梁龍門框水平0.5g加速度的變形分析

根據機床性能要求定梁龍門框需要在接近0.5g加速度下運行，在不考慮橫梁自重的情況下分析0.5g恒加速度極限情況下的定梁結構的穩態變形；在定梁水平方向直接作用一個0.5g恒加速度力場，模擬橫梁在0.5g加速度啟動過程，加速度突然從零變到0.5g，在水平方向的變形情況；分析橫梁在極限情況下變形量是否滿足性能要求；

步驟三：十字交叉形筋板結構的移動式定梁龍門框的振動測試實驗；

步驟3.1：對定梁龍門框采用錘擊法進行水平激勵

將定梁龍門框用吊車吊起，定梁龍門框的下端與地面之間懸空，此時，定梁龍門框處于自由模態；首先測定梁龍門框的水平方向模態，將加速度傳感器安裝在橫梁前導軌和下導軌面的X方向上，每個導軌面上均勻分布6個傳感器；測試時，采用信號采集分析儀器進行數據的采集與處理分析，用錘擊法測試橫梁X向的模態；每次試驗力錘錘擊次數為50次，設置采樣頻率為1024Hz，分辨率為0.5；

最后，將得到的所有測點的數據用matlab軟件編程處理，得到各測點X方向的頻響函數并由LMS系統軟件得到測點X方向的振型圖；

步驟3.2：對定梁龍門框采用錘擊法進行豎直激勵

在自由模態下，測試豎直方向的模態，將加速度傳感器安裝在橫梁前導軌和下導軌面的Z方向上，每個導軌面上均勻分布6個傳感器；測試時，采用信號采集分析儀器進行數據的采集與處理分析，用錘擊法測試橫梁Z向的模態；每次試驗力錘錘擊次數為50次，設置采樣頻率為1024Hz，分辨率為0.5；

同樣，將得到的所有測點的數據用matlab軟件編程處理，得到各測點Z方向的頻響函數并由LMS系統軟件得到測點Z方向的振型圖。

2.根據權利要求1所述的移動式定梁龍門框十字交叉形筋板的設計方法，其特征在于：

步驟一：十字交叉形筋板結構的移動式定梁龍門框靜力分析

將建立移動式定梁龍門框的三維模型，有關橫梁剛度公式如下所示：

扭轉角度；

GI＝Gβhb³稱為抗扭剛度；

β也是與比值h/b有關的系數；

EI為梁的抗彎剛度；

定梁龍門框的變形，主要是彎扭變形；而抗彎剛度、抗扭剛度都是截面慣性矩的函數，隨定梁龍門框截面慣性矩的增大而增加；縱向隔板能提高抗彎剛度，橫向隔板能提高抗扭剛度，而斜向隔板能提高抗彎剛度，又能提高抗扭剛度；因為橫梁整體采用焊接結構，為了滿足焊接結構剛度不足的問題，除設計與橫梁截面平行的筋板外，十字交叉的筋板為厚度10mm的鋼板由橫梁截面對角交叉形成，筋板長度與橫梁長度一致；導入到有限元分析軟件ANSYS Workbench中；橫梁材質為鋼材Q235，溜板及滑枕材質為灰鑄鐵HT300，材料參數為：彈性模量：126GPa，泊松比：0.27，密度：7200；采用自由網格劃分的方式，使用Solid186單元進行網格劃分，單元尺寸設置為40mm；模擬橫梁真實工況設置約束條件為：橫梁兩端與滑座接觸面處豎直方向Z向進行約束；在橫梁一端安裝電機的位置處添加柱坐標系，將水平Y向即柱坐標X向進行約束；橫梁另一端對稱位置只約束水平Y方向；這三個約束形式，能夠保證橫梁靜力分析精確求解；

當滑枕和溜板裝配在移動式定梁龍門框中部位置時，模擬橫梁所受垂向力極限情況下的靜力變形，分析其垂直Z向的最大變形量；

步驟二：定梁龍門框的動力學分析

步驟2.1：定梁龍門框的模態分析

只從靜力方面分析定梁龍門框的特性是遠遠不夠的，需要進一步分析其動態特性；對橫梁自由模態進行分析，由于橫梁的前幾階固有頻率對其性能影響最大，所以只對這種十字交叉形筋板結構的橫梁的前三階模態進行研究；定梁第一到第三階固有頻率列表如表1所示，并可進一步得到該橫梁的振型圖；由此可知，十字交叉形式筋板結構的定梁抗振性良好；

步驟2.1：定梁龍門框水平0.5g加速度的變形分析

根據機床性能要求定梁龍門框需要在接近0.5g加速度下運行，在不考慮橫梁自重的情況下分析0.5g恒加速度極限情況下的定梁結構的穩態變形；在定梁水平方向直接作用一個0.5g恒加速度力場，模擬橫梁在0.5g加速度啟動過程中，在水平方向的變形情況；

通過計算分析可知十字交叉形筋板結構的焊接型移動式定梁龍門框的動態特性較高，極限加速度情況下完全可以滿足機床性能要求，而且其工藝要求不高，便于制造加工；

步驟三：十字交叉形筋板結構的移動式定梁龍門框的振動測試實驗

步驟3.1：對定梁龍門框采用錘擊法進行水平激勵

移動式定梁龍門框的安放用吊車吊起，其下端與地面之間懸空；橫梁處于自由模態，首先測其水平方向的模態，將加速度傳感器安裝在橫梁前導軌和下導軌面的X方向上，每個導軌面上均勻分布6個傳感器；能夠滿足測得橫梁在X方向的所有振型，移動式定梁龍門框錘擊點位于橫梁一端下導軌面一側位置；

測試時，采用比利時LMS公司的信號采集分析儀器進行數據的采集與處理分析，用錘擊法測試橫梁X向的模態；每次試驗力錘錘擊次數為50次，設置采樣頻率為1024Hz，分辨率為0.5；

將得到的所有測點的數據通過matlab軟件編程處理做出頻響函數曲線，顯然，所有測點的頻響函數均在三個頻率處出現了峰值；任取一個測點的頻響函數在LMS軟件中進行LSCE運算并觀察陣型，最終得到移動式定梁龍門框在豎直方向的兩個共振頻率大約為96.003Hz，237.75Hz；通過LMS系統軟件做出移動式定梁龍門框在這兩個頻率處的振型；

步驟3.2：對定梁龍門框采用錘擊法進行豎直激勵

繼續測試移動式定梁龍門框在豎直方向上的模態；移動式定梁龍門框用吊車吊起，其下端與地面之間懸空，處于自由模態，測試其豎直方向的模態；將加速度傳感器安裝在橫梁前導軌和下導軌面的Z方向上，每個導軌面上均勻分布6個傳感器；滿足能夠測得橫梁在Z方向的所有振型，移動式定梁龍門框錘擊點位于橫梁一端下導軌面位置；

測試時，采用比利時LMS公司的信號采集分析儀器進行數據的采集與處理分析，用錘擊法測試橫梁Z向的模態；每次試驗力錘錘擊次數為50次，設置采樣頻率為1024Hz，分辨率為0.5；

最后將得到的所有測點的數據由matlab軟件編程處理得到頻響函數曲線；所有測點的頻響函數均在五個頻率處出現了峰值；任取一個測點的頻響函數進行LSCE運算并觀察陣型，最終確定移動式定梁龍門框在豎直方向的共振頻率大約為101.854Hz，108.807Hz，211.973Hz；

通過LMS軟件對頻響函數做LSCE運算，得到移動式定梁龍門框在豎直方向上的固有頻率為：101.85Hz，108.807Hz，211.973Hz，；通過LMS系統軟件做出移動式定梁龍門框在這三個頻率處的振型；移動式定梁龍門框在三個固有頻率處的陣型如表2所示；

表1 有限元分析移動式定梁龍門框固有頻率

表2 移動式定梁龍門框固有頻率