基于SolidWorks的激光打标机关键机构有限元仿真

发布时间：2020-11-04 22:04

　　 通过采用虚拟样机技术,模拟自动化设备的工作状态而进行结构分析,避免物理样机因设计缺陷而重复制造的问题。使用Solid Works软件对全自动激光打标机的关键部件机械手移动支架进行有限元静态分析,发现部件结构设计中的强度薄弱环节,针对性地提出了结构改进方案,保证移动支架部件的结构强度要求。通过全约束状态下的模态分析,发现该部件的固有频率与设备产生共振的可能性较小,最易产生振动变形的零件是连接平板,有必要对该零件进行结构改进与优化,以保证移动支架在激光打标机使用过程中的稳定性和可靠性。
【部分图文】：

(4)网格划分，移动支架的网格划分采用自由网格形式，允许网格自由过渡，划分网格后有限元模型的单元数为58393个，自由度数为282879个，节数为95327个。网格划分后的移动支架有限元模型如图1所示。在完成以上四个有限元参数设置步骤以后，实现了对移动支架的有限元模型构建，接下来点击“运行”图标，对其进行有限元静态应力计算，得到移动支架的应力、位移和应变图，具体如图2-图4所示。

在完成以上四个有限元参数设置步骤以后，实现了对移动支架的有限元模型构建，接下来点击“运行”图标，对其进行有限元静态应力计算，得到移动支架的应力、位移和应变图，具体如图2-图4所示。图3 移动支架位移图

图2 移动支架应力图由图2显示的结果可以看出，移动支架在正常工作载荷作用下，其最大应力发生在移动支架的连接板中部，其值为60.84MPa，远小于移动支架材料的屈服极限352MPa，设计的移动支架结构从材料强度的角度考虑，完全能够满足工作要求；通过图3可知，移动支架在工作载荷作用下产生的最大位移量为0.006948mm，且主要发生在移动支架上安装机械手的连接平台末端，考虑到位移量较小且几乎可以忽略，无需对该处的结构进行任何强化措施增加强度；由图4可知移动支架的最大应变发生在连接板中部，与图2所示的最大应力位置一致，有可能对机构的运行可靠性造成影响，其主要原因是由于该处因为设计了螺栓连接孔，降低了零件的结构强度，可通过加大L型连接板的高度尺寸实现双板连接，提高机构连接的强度来进行优化。

本文编号：2870669