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考慮零件變形影響的機(jī)床建模
（作者未知） 2010/8/18
摘要：本文基于多體動(dòng)力學(xué)理論，考慮連桿的變形對(duì)機(jī)床性能的影響，運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)插齒機(jī)床進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模仿真，結(jié)果顯示考慮連桿變形后，建模結(jié)果更精確。
關(guān)鍵詞：插齒機(jī) ADAMS 剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)
0 引言
多體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展及應(yīng)用使得機(jī)床動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)新的途徑�；诙囿w動(dòng)力學(xué)理論，建立機(jī)床的數(shù)字模型，通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真來(lái)考察機(jī)床的動(dòng)力學(xué)性能，并進(jìn)一步考慮到機(jī)床各部件變形對(duì)機(jī)床性能的影響，建立機(jī)床剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型，該建模方法能夠比較準(zhǔn)確地考察機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性[1]
1 機(jī)床剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模
本文用SolidWorks建立機(jī)床簡(jiǎn)化實(shí)體模型，通過(guò)Parasolid格式將實(shí)體模型導(dǎo)入ADAMS，并對(duì)模型添加約束，驅(qū)動(dòng)和工作力，建立了機(jī)床的多剛體動(dòng)力學(xué)模型[2]。機(jī)床的連桿較細(xì)長(zhǎng)，材料為硬鋁，又承受很大的沖擊載荷，故連桿變形不能忽略，對(duì)其進(jìn)行柔性化處理。將連桿的實(shí)體模型導(dǎo)入ANSYS，生成有限元模型，并定義聯(lián)結(jié)點(diǎn)和剛性區(qū)域，就可以輸出模態(tài)中性文件。將該文件導(dǎo)入ADAMS，代替原來(lái)模型中的連桿，并重新添加約束，即建立機(jī)床的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型。
2 機(jī)床剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真
對(duì)模型進(jìn)行仿真分析，刀尖點(diǎn)的跳動(dòng)與連桿柔性化以前相比，X向跳動(dòng)減少0.0013 mm，Y向跳動(dòng)不變；速度方面，連桿柔性化前后，刀軸最大速度由3797.57mm/s減少到3784.93mm/s；加速度方面，連桿柔性化前后，刀軸最大加速度由83210mm/s2減少到542710mm/s2。由此可見(jiàn)考慮連桿的變形后，模型更加精確。
在考慮連桿的便變形后，仿真結(jié)果差別不是很明顯，分析如下：
2.1 連桿在考慮成柔性體以后，其變形對(duì)于機(jī)床性能會(huì)有影響，更能反映機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)。因此機(jī)床的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型比多剛體動(dòng)力學(xué)模型更精確。
2.2 最終所得仿真結(jié)果對(duì)機(jī)床性能的相對(duì)影響很小。原因是本文所研究的連桿其長(zhǎng)度和截面相比差值較小，即截面積相對(duì)較大，長(zhǎng)度較小，因此剛性是比較大的，由此導(dǎo)致了仿真所得的結(jié)果與連桿考慮成剛體時(shí)，差別不大。
3 總結(jié)
本文以某插齒機(jī)為研究對(duì)象，考慮了連桿的變形對(duì)機(jī)床性能的影響，基于ADAMS建立其剛?cè)狁詈系膭?dòng)力學(xué)模型。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，考慮零件的變形以后，機(jī)床的動(dòng)力學(xué)模型更加精確。
參考文獻(xiàn)：
[1]齊朝暉.多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2008
[2]鄭建榮.ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)入門(mén)與提高[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.
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