集成環(huán)境下虛擬樣機技術(shù)的研究及其應(yīng)用.pdf

1、虛擬樣機作為產(chǎn)品設(shè)計的一項新技術(shù)，對傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法是一次革命。通過虛擬樣機技術(shù)，工程師可以采用機械系統(tǒng)運動仿真，在產(chǎn)品設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計中的潛在問題，并快速進行修改，減少了對于物理樣機的依賴，這樣不僅可以節(jié)省成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，而且可以提高產(chǎn)品性能，增強產(chǎn)品競爭力。 本論文研究課題來源于集成環(huán)境下數(shù)控機床進給系統(tǒng)虛擬樣機的建造與實現(xiàn)(2001E0010Q)，論文將虛擬樣機技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控銑床的設(shè)計中。本文研究了特征造型、

2、動力學(xué)分析系統(tǒng)和有限元分析系統(tǒng)之間的集成方法和技術(shù)，建造軟件集成環(huán)境下的XK6420數(shù)控銑床的虛擬樣機。 首先根據(jù)設(shè)計要求，運用大型三維軟件SolidEdge建立了數(shù)控機床三維參數(shù)化實體模型，并通過計算機圖形交換格式將所建立的幾何模型導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中和運動學(xué)分析軟件ADAMS中進行動力學(xué)和運動學(xué)分析，創(chuàng)建了虛擬樣機的軟件集成平臺。 在ANSYS有限元分析軟件平臺上，采用模態(tài)分析技術(shù)獲得機床結(jié)構(gòu)的模態(tài)固有頻

3、率和主振型，從而實現(xiàn)對機床結(jié)構(gòu)的改進和優(yōu)化設(shè)計。并基于運動學(xué)和動力學(xué)仿真軟件ADAMS驗證分析了影響機床爬行現(xiàn)象的主要因素，從而實現(xiàn)了機床的進給系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。對XK6420數(shù)控銑床進行了運動平穩(wěn)性分析。 采用ADAMS的運動分析技術(shù)分析了整機在各種作業(yè)工況下各主要連接件之間的作用力，為有限元分析提供邊界條件；對XK6420數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)強度進行了有限元分析，得到了高應(yīng)力、應(yīng)變的危險區(qū)域，對該區(qū)域進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，結(jié)果表明顯著地