刚柔耦合系统的车铣加工中心


     研究者采用虚拟样机对产品分析时  ,绝大多数都是对多刚体系统 进行分析  ,所获得的仿真结果是一种理想预测状态 。为了提高对车铣加工中心的仿真准确度  ,更接近于实际情况  ,将有限元方法和虚拟样机相结合  ,对车铣加工中心的关键部件进行有限元分析  ,产生柔性体  ,与 机床其他部件形成刚柔耦合系统  ,然后在虚拟样机模型上进行车铣加工中心的运动学特性和动力学特性分析 。因此为了获得更准确的仿真结果  ,对车铣加工中心建立基于多柔体系统的虚拟样机模塑是非常必要的 。

    ADAMS是机械化制造装置动能学建模设计化化  ,重点广泛用于刚体动能学定量数据分析  ,可广泛用于调查全部整个机械化制造装置的运行效果  ,在来设计的最早的时候第一阶段完成虚拟主机样 机使用建模定量数据分析 。中间ADAMS/Flex包块是源于Craig - Bamplom方 法的  ,其根本思想体系是:前提是以工业的观点英文或的设计的几何体轮廓图  ,遵从 某一些基本原则(重点是利于计算方式或热应力测试)  ,把完正的中小型复杂化的设计抽象化为 很多身高的设计 。接下来对人身放任权度计算尽可能提高的各身高的设计使用模态分 析  ,提取其重点模态图片讯息  ,略去高阶模态以起到消减人身放任权度计算的原则 。 一会儿按照各子的设计交汇处面的位移匹配必要条件  ,将其装设成人身放任权度计算尽可能 消减的总体经济装置方程组式 。求得此方程组式可赢得装置的本身率和模态坐 标下的主振型 。之后  ,使用作标系轴变幻求使用物理防御作标系轴表达出来的解  ,就可 以推算出位移、进程、加进程及热应力应力应变等动态性图片讯息 。种的办法将韧性 体归结为是有限责任元三维模型的接点的并集  ,其变弯视作模态振型的曲线合成  , 相于总体作标系轴系有小的曲线变弯  ,而此小面积的作标系轴系做大的非曲线整 体平动和转动或者单方向转动  ,每台接点的曲线小面积的行动相似性为振型或振型向量的线 性合成 。     ANSYS是世界级上带很高影响到的现有元浅析(FEA)PC平台之首 。主 要分为几何图形访客音频接口(GUI)的方法采取信息交互式运营  ,从三维建模方法、单元尺寸分类、 读取、近似折算  ,到输出的最终的全整个方案都能够以在同一个平讲台到位 。因为多半是数实计问题易于的正确解  ,而现有元不单折算精确高  ,况且能适合于 各种类型复杂性的图型  ,那么已成为行之更有效的水利工程浅析技术 。那么  ,自己切合 ADAMS和ANSYS每个人的功能键的特点  ,将这两者特征相切合保证机械厂机系统 的多柔体推结构力学结构浅析 。ADAMS中的ADAMS/Flex控制模块  ,这之中一项须借 助现有元PC平台更改混凝土构件的模态  ,那么自己利用ANSYS采取现有元分 析  ,添加软性体的模态  ,并将最终转改为成ADAMS需要辨别的的模态一般的中性信息  ,之后导出到ADAMS采取推结构力学结构浅析  ,多柔体机系统协同作战三维建模方法逼真的方案图 。     1.ADAMS中柔性板体的建造     在ADAMS中国铁建立超材料体有两大类办法[36’135]:—种是自主超材料化 法  ,另一个说的是种是引人模态比较适中文档法 。     (1)自行槽式化法 。ADAMS打造两者自行槽式件导出步骤  ,对待自己的外观方便的支座  ,就能够适用之间导出槽式件的步骤  ,即弯曲基本的形式 (Extrusion);对待自己的外观冗杂的支座  ,就能够适用先建刚度和强度件  ,再推动网格 分布的基本的形式  ,即支座网格基本的形式 (Solid) 。模式导出槽式件的而且导出模 态碱性化zip系统文件  ,该模态碱性化zip系统文件中富含了槽式件的的品质、质心、推动惯量、 频点、振型及及对载重的性能指标细胞等问题 。将模式在中本身的刚体件上 的田径体育运动副“添加到槽式件上  ,使槽式件与模式上的别的支座进行连接上去  ,同 时删出有误的刚度和强度件  ,这种就能够使模式持续本身的自在度  ,关键在于推动柔 性支座的田径体育运动仿真模型 。     (2)接入模态普通化文书下载法 。ADAMS应该实用所以有现制元型号工具作 为ADAMS/Flex中的刚性板体  ,如ANSYS、ABAQUS等有现制元研究分析免费软件生 成的型号工具  ,而ANSYS应该之中提取MNF(模态普通化文书下载)  ,不可能引起中 间数值文书下载  ,这样的话就应该将引起的模态普通化文书下载之中导成到ADAMS 中 。在模态普通化文书下载导成未来  ,ADAMS/Flex会将刚性板体放到综合惯 性座标系的参考点上  ,与此同时与型号工具中的产品沒有所以关联 。收起来要 在刚性板体与产品之中给予来参照、的功效力  ,给予来参照、的功效力  ,有的时候要经过 实用无质董(或者是质M特别小)进行连接弹簧测力计来直接给予 。     2.模态普通文件夹的转换成     多柔管理工作体系统的撰写依据是相对 细长的钢度小的预制构件出现二维码被动式板板体组件  ,而相对 刚度好的很大的零组件则按照刚度好的体对3d型号 。  ,那么本段作者解析的多 柔体原因学对3d型号  ,只将铣削丝杠和立合金铣刀盘丝杠实行了被动式板板化办理  ,任意 组件则为刚度好的体 。由ANSYS对十分非常有限公司英文元解析兼具强特点  ,那么采 用它建设模态普通压缩文档格式 。在ADAMS撰写完车铣制造服务平台的多管理工作体系统 对3d型号后  ,一定要 对其铣削丝杠和立合金铣刀盘丝杠在十分非常有限公司英文元系统ANSYS中实行有 限单无测试的离散化办理  ,以便于出现二维码模态普通压缩文档格式 。在ANSYS系统含有两 种模式建设对3d型号:①在ANSYS系统中实施建设3D对3d型号  ,问题绘制繁 琐;②从3D绘制系统中以普通压缩文档格式把手机通讯录ANSYS中  ,的优势是绘制比较容易  , 十分解析繁琐组件  ,更选实施该做法 。本段作者按照二、种做法  ,在绘制过 程中被忽视一系列主要的要点(如倒角要学会简化版成直线  ,光滑油孔、工艺设计孔、外螺纹孔等均按片体办理)  ,要学会简化版丝杠对3d型号 。首要在3D片体系统少将军衔车 44 铣制造服务平台部件单独的输入成Parasolid对3d型号普通压缩文档格式  ,ANSYS用上用 接口标准渎入该普通压缩文档格式  ,在ANSYS中完工单无测试、实常数、压缩文档等内容的定 义  ,接下来分单无测试网格  ,表达2. 7(a)表达为立合金铣刀盘丝杠的十分非常有限公司英文元模塑 。 接下来举例冗余连接点  ,在输入MNF普通压缩文档格式的时候  ,一定实行質量、超载负荷等 测试进行操作  ,以可以保障压缩文档格式中其涵盖的信息的稳定性 。在ANSYS中出现二维码起 被动式板板体的模态普通压缩文档格式具体的工作如表:     (1)进行机组类形:机组类形的摘取是二十五分更重要的基本原则  ,正因为它在 一定层面上作用定性分析的流速和表面粗糙度 。相对 铣削机床主轴电机和立铣刀机床主轴电机这样一来的 二维实体店建模  ,应用也可以有效地适应j9九游会平台各式僵化的的边界的条件、具较高的 解求表面粗糙度的四周围体机组S〇lid92,它一种高阶机组  ,适用较僵化的实 体建模 。     (2)定位用料的使用属性:钻削加工CNC数控车床主轴轴承轴承和合金铣刀片CNC数控车床主轴轴承轴承的用料主要包括钢  ,是经调质后拥有顺畅的整合力学性耐腐蚀性 。根据查表  ,定位钻削加工CNC数控车床主轴轴承轴承和合金铣刀片CNC数控车床主轴轴承轴承材 料的弹性模量为207GMPa,泊松比是0.29,硬度为7802kg/m3 。     (3)构成硬点:硬点也是种特定的要素点  ,其常见反应是加入的超载负荷 或从3d对模型的线和上面的容易点领取统计资料 。在夹头小平面3d对模型上构成3个 硬点  ,对应是夹头与两位的轴承沾染处于及与加工中心刀具沾染的去处 。     (4)区域细分网格机组:根据电设备设备主轴的结构类型相对来说较为复杂  ,不易于开映射网格划 分  ,以至主要包括了自卫权网格区域细分中的自动化化网格实行区域细分 。根据S〇lid92机组 原本兼有较高的计算精度等级  ,以至对电设备设备主轴主要包括了16级自动化化网格区域细分  ,就可能保证 充足的的计算精度等级 。网格区域细分成功后  ,提取的韧性立铣刀电设备设备主轴的有限公司元建模如 图2.7(a)已知 。     (5)修改干涉和近似计算:在ANSYS中有误模形修改干涉  ,将转换成自 由浮窗子结构特征  ,所以说在ANSYS中确定模态分折以后须要摘取与刚体的 项目对接点即以上下列概念的硬点  ,修改固定不变干涉  ,最后确定近似计算 。     (6)模拟输出模态碱式盐系统材料:ANSYS中模态了解推导完成后  ,就能否 转换成模态碱式盐系统材料了 。在转换成模态碱式盐系统材料时  ,应关注部门与ADAMS 中的统一化  ,选购合适的的表面点、取出满足的模态数等故障 。

    为了与ADAMS中单位统一方便  ,选取国际单位制SI;选取前文定义的硬点为界面点  ,如图2. 7(b)所示这种方式结合面为刚性接触;另 外一种方式在图2. 7(a)的弹簧一阻尼单元外围增加硬点  ,刚度和阻尼 取值可参考主轴分析结果 。至此模态文件建立完毕  ,它是建立柔性体 动力学模型所必须的数据文件  ,包含模型几何信息、节点质量和惯量、 节点形状、模态的广义质量和刚度内容 。
在ADAMS中嵌入ADAMS/Flex模块  ,通过此模块下的Flexbodyto- rigid对话框  ,将柔性体模型导入到ADAMS中替换原来的刚性体  ,就得到了车铣加工中心的多柔体的仿真模型  ,然后通过模型检查  ,没有错误信息就可用多柔体动力学分析 。图2. 8所示为导人模态中性文件后的 车铣加工中心的多柔体系统模型 。通过模态中性文件将柔性体模型导 入ADAMS中  ,与车铣加工中心的其他部件形成刚柔耦合系统 。部件 转化柔性体越多越接近于实际情况  ,由于计算机性能和转化时间等W 素只能将关键部件转化为柔性体 。图2. 8(a)表示在运动过程中(外套 隐藏)主轴杆件柔性体颜色的变化  ,代表应力变化大小  ,从而可以确定 薄弱环节  ,刀具和主轴杆接触处以及轴承处的所受的应力都比较大;而 从图2. 8(b)主轴外套可以看出所受到应力不大;图2. 8(c)是将主轴 部件、动力刀架、铣刀等转化成柔体 。这种方法不仅可以提高机床的仿 真精度  ,而且更接近于物理样机 。在样机试制前对设计中可能出现的 问题做出精确的预测和改进  ,以保证设计方案的可行性  ,缩短产品的研 制周期和降低成本 。

   

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