龍門有限元分析
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- 龍門有限元分析SolidWorks simulation簡介
SolidWorks Simulation 解決方案和功能與 SolidWorks CAD 緊密集成,可在設計過程中方便使用 —— 這將減少對成本高昂的樣機的需求,消除返工和延遲,同時節省時間和開發成本。SolidWorks Simulation 使用有限元方法的位移公式在內部和外部載荷下計算零部件的位移、應變和應力。通過與 SOLIDWORKS 3D CAD 集成,使用 SolidWorks Simulation 的有限元分析可在網格劃分過程中獲知準確的幾何體。網格與產品幾何體的匹配度越高,分析結果就越準確。
雕刻機龍門的靜力學分析
靜力學分析是龍門在施加靜載荷下,產生應力、應變和位移的分析。雕刻機的龍門是數控雕刻機中重要的承載部件,對整機的加工精度和穩定性影響較大,龍門的精度基本上決定了該雕刻機的精度,因此,對移動龍門做靜力學分析。
SolidWorks的三維建模是有限元分析的基礎,本數控雕刻機采用SolidWorks建模后,利用SolidWork simulation做簡單的靜力學分析。
第一步,輸入龍門各部分的材料,兩側龍門支臂采用鑄鋁,橫梁采用不銹鋼矩形管作為主體,不銹鋼板加固橫梁。
第二步,在龍門上施加夾具,施加約束是對結構位移邊界條件的限定,主要針對結構受支撐的情況。龍門結構的約束是龍門底板與X軸滑塊的連接,這里采用的是螺釘連接,另外一處是,橫梁與龍門支臂的連接,也是采用螺釘連接,因此,我們的夾具加在龍門支臂的底板和橫梁與支臂連接處。
第三步,施加靜載荷,為了更加真實性把龍門受力簡化為集中載荷,并且以外界激勵力的方式進行施加。通過計算得到:龍門所受靜載荷=切削力+Z軸系統重量=150N,作用于橫梁之上。對雕刻機龍門進行有限元分析,可得到應力應變和位移,當 Z 軸系統運行到橫梁中間的位置時將會出現最大應力和變形。因此,橫梁中間滿足要求時在其他任何位置加載也一定能滿足要求。
第四步,劃分網格,通常,網格的數目越大,計算的精度會越高,當然,計算過程花費的時間也將更長。進行靜力學分析時,如果只是從龍門結構的變形來考慮問題,網格數目不需要太多;若要計算應力,在計算精度要求相同時網格數目應盡可能多一些。考慮到龍門較大,為減少網格數目,提高分析速度,可適當降低網格劃分精度。因此,我們設置較高密度,自動劃分為網格。...
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