CAD/CAE系統(tǒng)在數控多用途機床中的應用

通常，多功能機床由一個固定部件和多個移動部件組成，并相互連接。機床的靜態(tài)和動態(tài)彈性變形，熱變形，壓力分布和移動接頭的磨損影響著機床的結構設計。因此，本文在計算機輔助設計和工程系統(tǒng)（CAD/CAE系統(tǒng)）和有限元方法的基礎上開發(fā)了早期機床配置的靜態(tài)分析方法。

通過結合有限元法的CAE軟件，可以及時準確地評估特定機床配置的承載能力。第一階段和第二階段，在了解有限元方法后，在SolidWorks CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建機床配置的三維模型，在這兩個階段，除了確定構型的幾何參數之外，還規(guī)定了材料的機械性能。在第三，第四，第五階段，需要考慮施加在機床系統(tǒng)上的力。力的施加必須考慮到機床的實際操作條件。力的數量必須足以確保構建運動學不變的模型。創(chuàng)建具有最大數量常規(guī)有限元網格的區(qū)域。在第六階段，創(chuàng)建計算方案，并制定機床配置模型的網格。靜態(tài)問題的有限元方程的最終系統(tǒng)由具有對稱正定系數矩陣的線性代數方程組成，通常為帶結構。我們可以區(qū)分解決這個系統(tǒng)的兩類方法：直接稀疏法和迭代法。在第七階段，對結果進行分析，并計算出數據集。在第八階段，確定構型因素優(yōu)化的方向，以改善靜態(tài)分析的結果。

實驗結果表明，通過對改進的機床結構進行有限元靜態(tài)分析，強度為1.52E+08N/mm2，總靜態(tài)位移（URES）的公差為2.3E-04m。

刊名：Russian Engineering Research（英）

刊期：2017年第4期

作者：P.V.Vinogradov

編譯：野晨晨