该加工中心由许多关键部件组成,各部件之间的结合面特性对其的动态特性有很大 的影响,因此,在考虑结合面特性的情况下,建立准确的结合面等效模型是建立正确的 有限元模型最为重要的前提。该加工中心的结合面类型主要包括固定结合面和滚动结合 面。固定结合面主要存在床身和立柱之间、导轨滑块和工作台立柱及立滑板之间、螺母 座和丝杠螺母以及螺母座和工作台立滑板主轴箱之间。滚动结合面主要存在导轨和导轨 滑块、滚珠丝杠和丝杠螺母、轴承内圈和轴承外圈之间。
最常用的结合面建模方法是用等效结合点和弹簧阻尼单元MATRIX27来描述结合 面的接触面之间的连接关系。基本步骤是:
(1) 建立硬点。硬点(Hard point)是一种特殊的关键点(Key point),它不会改变 模型任何的几何和拓扑结构,可以用硬点在模型的线和面上的任意点施加载荷,硬点的 位置即等效结合点的位置,硬点具体的坐标可以在三维模型中找到。本文采用 HyperMesh划分网格,所以在几何清理之后划分网格之前在相应位置建立节点(Node ), 再在节点位置建立硬点(HardPoint),这是由于该软件没有直接在确定位置建立硬点的 功能,这样在划分网格时便会在硬点位置生成节点。
(2) 划分网格。网格划分完成后,在相应的硬点位置会生成节点(Node)。需要 说明的是,在HyperMesh中划分网格后须将之前建立的节点全部删除,否则会导致导入 ANS YS后一个等效结合点的位置出现多个节点,这会给建立MATRIX27单元带来困难。
(3) 建立弹簧阻尼单元。通过命令流的方式找到对应节点的节点号,连接对应的 两个节点就可建立一个MATRIX27弹簧阻尼单元,从而建立零件之间接触面的特性的 等效模型。
(4) 定义实常数。一般来讲,用来建立MATRIX27的连接点只有X、Y、Z三个 方向的平动自由度,所以只需设置X、Y、Z三个方向的连接刚度。矩阵中各元素的取
值是:
C, = -C7 = C58 = Kx-,cn = -CI9 = C64 =: Ky;Cu = -C,0 = C69 = K: (2.1)
其余元素均设置为零。本文所用参数为通过实验法得到。
需要注意的是,如果需更新实体的几何形状,比如是布尔操作或者是简化命令,任 何与实体相连的硬点将会被删除。因此,应该在实体模型创建完成以后再创建硬点。
本文采摘自“SGM50A卧式加工中心动态特性分析及关键部件的优化”,因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示,有需要者可以在网络中查找相关文章!本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考,转载请注明!
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