目前我国机床结构设计的方法多数仍停留在感性和经验设计阶段,导致产品的精度和可靠性难以达到国际水平,在很大程度上制约了我国机床行业的发展。本文以LH714型加工中心的立柱为研究对象,将有限元法这一最常用的结构分析方法引用到立柱的结构分析和设计中来。首先,根据加工中心的结构特点以及立柱的受力情况,对立柱的局部结构作了适当的简化,在SolidWorks中建立了立柱的几何模型,并转化为IGES格式文件导入ANSYS中,通过对模型做适当的几何修补和完善、定义单元类型和材料属性、施加边界约束条件、划分网格后建立了立柱的有限元模型。然后根据静态力学的有关知识,提出了立柱三种静态工况的模拟,并施加载荷对立柱进行静力有限元分析。根据强度理论的适用条件和范围,选择了第一强度理论对分析得到的结果进行强度的校核,并参照设计精度要求,根据最大位移变形量对立柱的刚度进行了评估。由模态分析得到了立柱的前十阶固有频率和振型。通过现场应变测试,得到了立柱上的应力应变分布规律,并提出了一种立柱应变的快速实用的检测方法。有限元分析的结果表明,立柱的强度是满足设计要求的,但刚度不够。上述结果是模拟立柱在设计限定的极限载荷作用下得到的,而实际上,在极限工况下,加工产生的反作用力是远远达不到极限载荷的。从应变测试的结果可以看出,加工中心在正常加工时,即便是处在极限工况下,立柱产生的应变也接近于零。因此,从这一点可以说明实际中立柱的刚度还是能够满足大多数加工要求的。最后,本文在现有理论分析和测试试验的基础上,提出了今后研究的目标和方向。