(1) 網格的劃分
ANSYS在前處理方面功能強大,而在劃分網格方面尤其是對于復雜模型,其能力 遠不如HyperMesh。HyperMesh創建三維網格的基本步驟分為兩大步,它的基本思想是 三維實體都是由面組成的,則首先可以通過切分實體改變面的拓撲結構來生成髙質量的 面單元,然后再對已有的二維網格通過掃描、掃掠等方法生成三維實體單元。且與 ANSYS有所不同的是,HyperMesh中為先劃分網格再設置單元類型和材料屬性。
本文將在SoildWorks中建立的簡化模型導入HyperMesh中,首先修復拓撲狀態顯示 下出現的不正確的連接關系或者間隙,對實體做線或面分割,盡量將模型分割為規則的 實體以便劃分四面體或六面體網格。網格劃分后,調用Hyper Mesh自身的網格質量檢 查功能進行網格連續性檢査和單元質量檢査,從而獲得較好質量的網格。另外網格的密 度也不是越高越好,對于尺寸較大的部件,如床身立柱等,可設置較大的單元大小,對 于尺寸較小部件的則可劃分更為精密的網格。
(2) 單元類型的設置
選擇恰當的單元類型有助于提高計算效率和分析結果的準確性。該機床的床身、立 柱、主軸箱、立滑板結構形狀復雜,因此可以選用soHd45和solidl85實體單元,它們 都是8節點六面體單元,每個節點有x、y、z三個方向的3個自由度,具有節點少,計 算精度高、效率高等優點,同時,它們都可以退化為四面體和棱柱體,但退化后的單元 會影響計算結果的精度,在計算量允許的情況下,優選solidl85實體單元,它是solid45 實體單元的高階形式。該仿真計算所用的計算機容量足夠大,故設置單元類型為 solid 185。
這里值得注意的是,10節點四面體單元和8節點六面體單元都具有很高的計算精度, 它們的區別在于四面體單元的節點個數多,可以很容易的劃分各種復雜結構,但計算規 模大,而六面體單元節點個數少,計算量小,但是有些復雜的結構很難劃分出好的六面 體單元,容易產生退化,因此在選用實體單元時,應綜合考慮結構特性,計算精度和計 算量等因素。
另外,絲杠雖然是細長結構,可采用beam梁單元簡化模型,但研究表明采用beam 單元會產生較大的計算誤差[8〇1,故絲杠的單元類型亦設置為solidl85。
(3) 材料屬性的設置
在網格劃分完成之后設置部件的材料屬性。結構大件、電機座、軸承座和螺母座的 材料是鑄鐵HT300,絲杠、絲杠螺母的材料是高性能優質鋼8620H;主軸屈于山幾種不 同材料的部件組成的復合構件,其密度用等效密度來替代,彈性模最和泊松比則按其材 料來近似定義。表2.1是SGM50A臥式加工中心主要零部件的材料屈性。
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表2.1 |
機床主耍零部件材枓屬性 |
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零部件名稱 |
材料名稱 |
密度/kg/n^ |
泊松比 |
彈性模M /GPa |
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床身、立柱、工作臺、主軸箱、立滑板、 軸承座、電機座 絲杠、螺母 主軸 |
鑄鐵 鋼 復合體1 |
7300 7800 4500 |
0.27 0.3 0.28 |
135 200 160 |
本文采摘自“SGM50A臥式加工中心動態特性分析及關鍵部件的優化”,因為編輯困難導致有些函數、表格、圖片、內容無法顯示,有需要者可以在網絡中查找相關文章!本文由伯特利數控整理發表文章均來自網絡僅供學習參考,轉載請注明!
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