基于商用有限元软件的机床动力学建模系统的开发及其应用

发布时间：2021-04-14 07:47

　　高速高加速度数控装备是近年来机床发展的热点之一。随着切削加工向着高切削速度、高进给速度和高加工精度的方向发展,对机床工作性能的要求越来越高,不仅要求加工装备具有良好的静态特性,而且要具有良好的动态特性。为此,对其进行整机静动态特性分析已成为设计的必要环节。为了研究数控机床的动态特性,首先要建立其动力学模型。由于数控机床是由若干功能部件通过若干结合部组合起来的大型复杂结构,直接建立整机的有限元模型比较困难。本文将数控机床结构划分为功能部件和结合部两部分,对功能部件建立理论模型,对结合部划分为结合部单元,并建立其实验模型,发展了理论模型和实验模型相结合的机床动力学混合建模方法。对机床固定结合部进行了研究,并将机床固定结合部分为“线形式”和“阵列式”两种形式。根据有限元理论,建立了8节点24自由度的固定结合部单元。基于MSC.Patran二次开发了机床结构快速动力学建模系统。利用PCL语言,实现了固定结合部单元的属性及单元节点的输入。开发了固定结合部单元实验模型数据库。利用Nastran提供的DMIG卡片,将结合部单元实验数据输入到Patran中,实现了理论模型与实验模型的结合,提高了机床有... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

DirectTextInput输入界面

他的影响因素均为可数值化，将他们定义为实型数据存放在的刚度矩阵存放在结合部的性质参数之后，他们的存放顺序放刚度矩阵第一行元素，再将第二行接于第一行之后，直至阵的元素也为实型数据。库的管理记录的添加合部动力学模型数据库可以方便的进行结合部参数及其对应记录的添加。输入时可以先将结合部的属性及刚度矩阵输入本文件的每一行存放一个结合部的参数，该种结合部的刚度一行存放 12 个数据，一共存放 12 行。程序会将文本文件的存放到数据库中。记录的删除合部动力学模型数据时，首先输入要删除的结合部的性质参数自动删除与该性质相同的数据库记录。

择结合部单元子程序于结合部单元选择，先定义单元的属性，如：螺栓预紧力矩的大小，向上的尺寸，螺栓联接的两个部件的材料和表面粗糙度等等。PCL 提abox_create()函数用来实现数据的输入。然后是选择单元节点，可以用 P ui_selectdatabox_create() 函 数 来 实 现 结 合 部 单 元 节 点 的 选 择d_get_vstring()函数将单元的属性和节点信息存放到相应的字符串数组中属性和节点信息存放到文本文件*.pnd 中。其流程图如图 3-8 所示。选择结合部单元界面开始图 3-7 新增菜单项的位置

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于接触单元的磨床螺栓连接面有限元建模与模型修正[J]. 陈新,孙庆鸿,毛海军,陈南.  中国机械工程. 2001(05)
[2]机床整机的动态特性分析[J]. 覃文洁,左正兴,刘玉桐,文占科,丁庆新.  机械设计. 2000(10)
[3]模态力法用于机床结构系统动态分析的研究[J]. 陈卫福,孙建光,范晋伟,宋国荣,伍良生.  北京工业大学学报. 2000(01)
[4]机床床身立柱结合面参数识别的研究[J]. 杨家华,陈为福,黄旭东,管华.  北京工业大学学报. 1999(01)
[5]预测机械产品结合面特性的优化识别方法[J]. 陈卫福,林耀民,杨家华,孙建光,赵宏林.  制造技术与机床. 1998(09)
[6]机床结合面静态基础特性参数的建模及其应用[J]. 张学良,黄玉美,温淑华.  制造技术与机床. 1997(11)
[7]机床固定结合面等效刚度系数和阻尼系数的研究[J]. 王琳琳,刘宇飞,汤成学,周洪斌.  齐齐哈尔轻工学院学报. 1997(01)
[8]直线滚动导轨的结构特性分析[J]. 周杰敏.  机械设计. 1994(06)
[9]主轴部件动态特性的实验研究[J]. 黄旭东,费仁元,杨家华.  北京工业大学学报. 1994(03)
[10]机床固定结合面动力学建模问题[J]. 张杰,童忠钫.  振动与冲击. 1994(03)



本文编号：3136952