龍門有限元分析
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- 龍門有限元分析SolidWorks simulation簡介
SolidWorks Simulation 解決方案和功能與 SolidWorks CAD 緊密集成，可在設計過程中方便使用 —— 這將減少對成本高昂的樣機的需求，消除返工和延遲，同時節(jié)省時間和開發(fā)成本。SolidWorks Simulation 使用有限元方法的位移公式在內(nèi)部和外部載荷下計算零部件的位移、應變和應力。通過與 SOLIDWORKS 3D CAD 集成，使用 SolidWorks Simulation 的有限元分析可在網(wǎng)格劃分過程中獲知準確的幾何體。網(wǎng)格與產(chǎn)品幾何體的匹配度越高，分析結果就越準確。
雕刻機龍門的靜力學分析
靜力學分析是龍門在施加靜載荷下，產(chǎn)生應力、應變和位移的分析。雕刻機的龍門是數(shù)控雕刻機中重要的承載部件，對整機的加工精度和穩(wěn)定性影響較大，龍門的精度基本上決定了該雕刻機的精度，因此，對移動龍門做靜力學分析。
SolidWorks的三維建模是有限元分析的基礎，本數(shù)控雕刻機采用SolidWorks建模后，利用SolidWork simulation做簡單的靜力學分析。
第一步，輸入龍門各部分的材料，兩側龍門支臂采用鑄鋁，橫梁采用不銹鋼矩形管作為主體，不銹鋼板加固橫梁。
第二步，在龍門上施加夾具，施加約束是對結構位移邊界條件的限定，主要針對結構受支撐的情況。龍門結構的約束是龍門底板與X軸滑塊的連接，這里采用的是螺釘連接，另外一處是，橫梁與龍門支臂的連接，也是采用螺釘連接，因此，我們的夾具加在龍門支臂的底板和橫梁與支臂連接處。
第三步，施加靜載荷，為了更加真實性把龍門受力簡化為集中載荷，并且以外界激勵力的方式進行施加。通過計算得到：龍門所受靜載荷=切削力+Z軸系統(tǒng)重量=150N,作用于橫梁之上。對雕刻機龍門進行有限元分析，可得到應力應變和位移，當 Z 軸系統(tǒng)運行到橫梁中間的位置時將會出現(xiàn)最大應力和變形。因此，橫梁中間滿足要求時在其他任何位置加載也一定能滿足要求。
第四步，劃分網(wǎng)格，通常，網(wǎng)格的數(shù)目越大，計算的精度會越高，當然，計算過程花費的時間也將更長。進行靜力學分析時，如果只是從龍門結構的變形來考慮問題，網(wǎng)格數(shù)目不需要太多；若要計算應力，在計算精度要求相同時網(wǎng)格數(shù)目應盡可能多一些。考慮到龍門較大，為減少網(wǎng)格數(shù)目，提高分析速度，可適當降低網(wǎng)格劃分精度。因此，我們設置較高密度，自動劃分為網(wǎng)格。...
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