龙门加工中心广泛适用于汽车、航空航天、船舶等行业中，加大龙门机床的技 术和产品的研发，对实现制造装备业的跨跃式发展具有重大的意义。由于龙门加工 中心的横梁系统是机床的主要承载系统，横梁系统的静动热态性能对机床的加工精 度和机床的切削性能影响非常大。所以，对于横梁系统的设计和性能研宄显得尤为重要。
本文通过有限元分析和理论计算相结合的方法，旨在研宄XH2130龙门加工中 心的横梁系统的静动热态特性，验证横梁系统各部件设计和性能参数是否达到设计 要求，为横梁系统性能的优化提供了理论参考。主要研宄内容如下：
(1)横梁系统的静态特性分析。建立龙门加工中心整机和横梁系统的有限元模 型，在受力分析时充分考虑到平衡油缸对其关键部件的影响。在多种工况下，采用 ANSYS Workbench的Scripting功能进行多模型计算，得到青争态特性分析结果。并与 没有加载平衡油缸的分析结果对比可知，载入平衡油缸能够有效的减少横梁系统的 总变形量，为横梁系统的结构优化提供理论依据。
(2)横梁系统模态分析和谐响应分析。基于模态分析理论概述为基础，得到振 动方程。通过模态分析得到六阶振型和固有频率，将固有频率理论计算结果和有限 元分析结果对比发现非常接近，验证有限元模型建立和模态分析的正确性。在模态 分析的基础上，对横梁进行谐响应分析，考虑系统阻尼对横梁系统的动态性能的影 响，并提出系统谐响应改进的措施。最后，对横梁系统中的滚珠丝杠进行模态分析， 得到六阶振型和各阶临界转速，可知在有效范围内滚珠丝杠不会发生共振。
(3)横梁系统中滚珠丝杠热态特性分析。通过有限元建模分析得到滚珠丝杠系 统的稳态温度场。然后，施加热载荷，并对滚珠丝杠系统进行热一结构耦合分析， 得到滚珠丝杠系统的总热变形和X、Y、Z三个方向上的热变形情况。最后，分析影 响滚珠丝杠系统热变形的主要因素，并提出改善滚珠丝杠系统热态特性的有效措施