3.4應力、應變分析
這里主要對關鍵部件主軸進行應力和應變分析。主軸的變形會影響機械正常運轉和壽命,利用SolidWorks軟件中Cosmosxpress插件進行應力應變分析,看最大變形量是否滿足精度要求,最大應力是否滿足材料要求。若不滿足或余量過大可利用該軟件尺寸驅動的特點進行設計修改。下面僅以主軸為例介紹分析過程。
打開solidworks軟件中cosmosxpress插件,根據錨桿機主要技術參數和主軸機械性能要求,確定主軸的材質、約束和載荷等基本的分析參數。依照插件的提示,單擊下一步按鈕,直到運算分析和顯示結果。如圖4所示。
應力、應變等計算結果,以彩色圖片形式輸出,并附有對應數據,如圖6和圖7所示。
第一個分析結果是安全系數,該系數是材料的屈服強度與實際應力的對比值。Cosmosxpress使用最大的應力標準來計算安全系數。其安全系數是6.43。考慮到扭應力,此系數不是很高。如果分析扭應力,必須使用cosmos works插件,此處不再敘述。由圖6中的應力分布可知,材料的屈服應力是2.206 e+108(N/M2),即機械工程常用的表示方法是220 MPa;實際發生的最大應力是3.429 e+107(N/M2),即機械工程常用的表示方法是34.29MPa,顯然遠小于220 MPa的屈服應力,完全可靠。如若應力計算結果超出材料允許值或變形超出精度要求范圍,利用其參數化設計的特性可以很快修改其結構尺寸并重新計算。
由圖7的應變結果圖可以看出,紅色區域變形最大,其最大值是1.212 e-10 mn,即為0.012 12mm,也在主軸的精度范圍之內。
3.6機構仿真及運動分析
機械產品的虛擬裝配設計與運動仿真,是在計算機構成的虛擬環境中,進行機械產品的裝配,并通過計算機動畫技術對其進行運動模擬。
此過程是通過Cosmos/motion軟件來完成的,具有優化性、經濟性、安全性和可視性等特點,從而及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題。
根據錨桿機試驗臺實際運動工況,對相關運動副加以約束,實現機構真實的運動仿真,進行動態干涉檢查。同時輸出速度、加速度、位移、力矩等的曲線圖,輸出機構運動的影視文件。
3.7二維工程圖轉化
初步結構設計完全滿足要求后,SolidWorks可以利用已建立的裝配體模型生成二維工程圖。
4結語
在新產品開發和設計過程中,對錨桿機試驗臺進行產品的仿真設計和實際工況下的仿真分析,可以大大提高設計效率,同時避免了試制過程中大量的設計更改,保證了設計質量。這不僅顯著縮短了新產品的開發周期,還大大降低了設計成本,大大提高了企業的產品設計能力,增強市場競爭力。SolidWorks公司的宗旨就是讓參與產品開發的每個人都能發揮3D的為例。SolidWorks公司是第一家開發出既易學,價格又適中的強大3D機械設計軟件的公司。今天,SolidWorks軟件在實際用戶數量、客戶滿意度和銷售方面均是主流市場上排在世界第一的3D設計軟件,是全球主流的三維設計軟件。
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