亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        磨床工作臺T形槽與螺栓接觸問題有限元分析*

        2012-11-24 04:41:44劉曉明李少波
        組合機床與自動化加工技術 2012年10期
        關鍵詞:形槽磨床工作臺

        劉曉明,李少波

        (貴州大學教育部現(xiàn)代制造技術重點實驗室,貴陽 550003)

        0 引言

        T形槽是一種廣泛應用于工作臺上的夾具,它通常與T形螺栓相配合,來達到固定部件的目的。本文所研究的T形槽位于高精度數(shù)控工具磨床工作臺,T形槽本身的加工精度要求較高的同時,其與T形螺栓配合過程中,也要求具有較好的力學性能以及密封特性,保證夾緊裝置的穩(wěn)定性與可靠性,確保工作臺磨削和進給工作的正常進行,從而保障數(shù)控磨床的磨削精度[1]。ADINA是一款大型商用專業(yè)有限元求解軟件,專注求解結構動力學、流體動力學、結構與流體耦合、熱-機械耦合等復雜的線性與非線性多場耦合分析[2]。借助于ADINA系統(tǒng),用戶能夠有效的處理復雜結構的計算分析,在大、小型的變形、應變;靜力學和動力學中的接觸問題、子結構分析;線性化的屈曲分析等工程應用方面均可以獲得較為理想的精度[3,4]。本文借助ADINA平臺對高精度數(shù)控磨床回轉(zhuǎn)工作臺中的夾緊裝置T形槽與T形螺栓連接的接觸問題、結構可靠性進行了有限元分析優(yōu)化。

        1 理論基礎

        接觸問題廣泛存在于各種工程結構中,在接觸面附近區(qū)域存在較大的應力集中,是復雜的非線性問題。隨著接觸載荷的增加,接觸面幾何狀態(tài)可能發(fā)生變化,兩物體相互接觸時,接觸面附近很小的區(qū)域內(nèi)有較大的應力峰值。在彈性范圍內(nèi),T形槽與T形螺栓接觸問題的分析基礎是赫茲理論。赫茲理論的一般解法需要三個前提條件:①相互接觸物體的材料應是勻質(zhì)和各向同性的;②接觸處形成的壓力面應是平坦面,并且壓力面的長短軸線與接觸處曲率半徑的比值應很小;③不能超過材料的彈性極限[5]。

        2 接觸建模與有限元分析

        選擇合理的T形槽幾何參數(shù)對保證數(shù)控磨床及其高精度回轉(zhuǎn)工作臺長期穩(wěn)定運行非常重要。然而,操作條件不同則對應的T形槽幾何參數(shù)優(yōu)化值也不同[6],本文根據(jù) T形槽標準尺寸(GB/T158-1996),參考回轉(zhuǎn)工作臺具體的操作條件、工作轉(zhuǎn)速及壓力,選擇適合回轉(zhuǎn)工作臺尺寸的T型槽尺寸如圖1所示。

        圖1 T形槽選用尺寸

        T形槽與T形螺栓接觸問題是多體接觸、摩擦、滑動、材料非線性問題、幾何非線性問題的復合接觸問題,為了便于T形槽與螺栓接觸的分析,有必要對其進行合理的簡化:現(xiàn)將該接觸模型轉(zhuǎn)化為塊體與剛性柱體的擠壓接觸問題,忽略該接觸問題中涉及到的幾何非線性和材料非線性問題,使軸承接觸問題歸屬于純邊界非線性問題。在此模型中,暫不考慮接觸過程中的各向旋轉(zhuǎn)以及水平方向的移動,只考慮T形槽與螺栓接觸法向的正壓力分析。二維簡化模型如圖2所示。

        T形槽與螺栓接觸二維簡化模型

        使用ADINA有限元分析軟件通過創(chuàng)建點、線、面建立T形槽與T形螺栓的二維有限元模型,并設置楊氏模量為1×106MPa,泊松比為0.3?;灸P徒⒑?,需要對塊體和剛性柱體進行網(wǎng)格劃分以及接觸控制,并定義載荷,如圖3所示。

        圖3 施加載荷的模型網(wǎng)格圖

        此時模型中弧線上的點僅僅位于接觸面上,而與任何單元都不相連,這些節(jié)點被自動固定。然后應用到ADINA軟件的后處理程序中,使兩個體進行接觸并查看應力矢量。如圖4所示。

        圖4 應力矢量圖

        啟動ADINA有限元分析求解,在首次運行校驗模型后,查詢多個時間步,查看運行結果。如圖5所示。

        圖5 各階段時間步

        T形槽物理特性、載荷和邊界條件直接分配到模型的幾何圖形上,修改有限元網(wǎng)格,不受模型清晰度的影響,靈活控制單元大小分布,有效的進行線性分析。這時再運行后處理文件,就可以看到T形槽與T形螺栓接觸模擬變形圖,變形結束后的模型如圖6所示。

        圖6 模型變形圖

        根據(jù)變形情況,我們已經(jīng)了解T形槽與T形螺栓接觸的中心處變形量最大,但是其具體的變形位移以及塊體內(nèi)部實際應力情況,圖6的模型圖中并沒有顯示出來。因此應用ADINA有限元分析軟件對上述模型進行應力分析。得到如圖7所示的各階段應力和載荷云圖,可以分析出在初期時間步TIME2.000時,有效應力最大為81859Pa,最小有效應力為319.9Pa;中期時間步TIME6.000時,最大有效應力為209065Pa,最小有效應力為413.9Pa;末期時間步TIME10.00時,最大有效應力為310292Pa,最小有效應力為679.2Pa。

        圖7 各階段應力和載荷云圖

        兩者最終狀態(tài)時接觸應力分布以及位移變化情況,如圖8所示,可明確觀察到應力集中點與位移變化程度。

        圖8 接觸應力云圖

        3 有限元分析的理論驗證

        根據(jù)赫茲理論,圓柱與平面之間的接觸應力曲線應該是連續(xù)光滑的,在接觸點處的幾何學關系上有如下兩個函數(shù)[7]:

        主曲率和

        主曲率差

        對于彈性模量E=1X106MPa及泊松比μ=0.3的鋼,根據(jù)赫茲理論可推出下式:

        式中:a——壓力面橢圓的長軸,mm;

        b——壓力面橢圓的短軸,mm;

        Q——法向載荷,MPa;

        Pmax——最大接觸應力,MPa;

        δ——為彈性趨近量,mm。

        a*、b*可查表求得。由赫茲理論推導出的公式(5)、(6)可知,在壓力一定的情況下,最大接觸應力和彈性趨近量受a*、b*以及主曲率和的影響,而a*、b*是根據(jù)主曲率差查表得出,因此,最大接觸應力和彈性趨近量最終取決于主曲率和與主曲率差。

        計算求得理論最大接觸應力Pmax=309239Pa,彈性趨近量δ=0.0528mm;在有限元軟件分析的結果中,最大接觸應力為310292Pa,彈性趨近量為0.0552mm。對比理論計算值與數(shù)值模擬值,最大接觸應力的相對誤差:

        彈性趨近量的相對誤差:

        符合工程設計要求。

        4 結束語

        應用ADINA對磨床回轉(zhuǎn)工作臺T形槽與T形螺栓連接接觸問題進行分析,可以得出以下結論:

        (1)T形槽在正壓力與T形螺栓擠壓力的作用下,各網(wǎng)格單元的變形并不均勻;

        (2)在兩者接觸面的法向方向上,T形槽由兩邊至中間也即壓力作用中心,有效應力逐漸增大,形變位移漸變明顯。

        (3)得出的有限元解與赫茲理論解的誤差較小,最大接觸應力的相對誤差為3.41%,彈性趨近量的相對誤差為4.35%,數(shù)值模擬與理論計算相印證,均滿足工程設計要求。

        根據(jù)有限元分析,可以較為直觀的獲得T形槽應力與應變的分布情況,預測危險截面所在區(qū)域,從而為結構優(yōu)化、工藝選取提供可靠地依據(jù),保證磨床及其回轉(zhuǎn)工作臺的精度與穩(wěn)定性。

        [1]高紅娟.高精度數(shù)控聯(lián)動回轉(zhuǎn)工作臺關鍵技術的研究[D]. 蘇州:蘇州大學,2010.

        [2]楊立權,楊立專,呂青青,等.平板孔口應力集中的數(shù)值模擬及理論分析[J].煤礦機械2012,33(2):65-67.

        [3]朱詩順,魯廣文.TZI720支架立柱強度及變形模態(tài)的有限元分析[J]. 煤礦機械,1995,16(06):4-6.

        [4]王自勤,陳家兌,何玲,等.復雜零件的精確建模及有限元分析[J].機械與電子,2006(4):27-29.

        [5]張曉東,唐南.同質(zhì)體接觸問題有限元分析[J].設計與研究,2012,39(1):39-41.

        [6]郭增杰,李一平.電鍍CBN組合砂輪磨削組合夾具T形槽初步探討[J].磨料磨具與磨削,1991,8(63):16-20.

        [7][英]K.L.Johnson著,徐秉業(yè),等,譯.接觸力學[M].北京:高等教育出版社,1992.

        猜你喜歡
        形槽磨床工作臺
        小型化雙向波束礦用定位終端天線設計
        彈性夾具在軸承磨床中的應用
        哈爾濱軸承(2020年3期)2021-01-26 00:35:02
        淺析曲軸磨床的可靠性改進
        一種適用于聯(lián)動加工的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺
        重型回轉(zhuǎn)工作臺的復合增力夾緊機構的設計
        V形槽位置對偏導射流式伺服閥前置級液流特性的影響
        液壓與氣動(2019年7期)2019-07-18 11:11:46
        一種閉式靜壓回轉(zhuǎn)工作臺新型結構設計
        MZ208全自動液壓磨床PLC程序改進
        基于單片機控制的快捷包裝工作臺結構設計
        柱塞泵球面配流盤阻尼槽對流量脈動性的影響
        液壓與氣動(2015年2期)2015-04-16 08:51:21
        国产精品嫩草影院AV| 麻豆精品导航| 日本熟妇hdsex视频| 色两性网欧美| 亚洲av激情久久精品人| 午夜免费观看国产视频| 国产福利永久在线视频无毒不卡 | 国产免费丝袜调教视频| 在线观看精品国产福利片100| 白嫩少妇在线喷水18禁| 欧美熟妇另类久久久久久多毛| 国产精品自在线拍国产| 欧美成人免费看片一区| 91羞射短视频在线观看| 在线无码中文字幕一区| 亚洲国产成人久久一区| 九九99久久精品午夜剧场免费| 女优av性天堂网男人天堂| 欧美牲交a欧美牲交aⅴ| 国产欧美精品区一区二区三区 | 精品黄色一区二区三区| av人摸人人人澡人人超碰下载| 国产午夜亚洲精品午夜鲁丝片| 91精品91久久久久久| 亚洲女同系列在线观看| 在线观看视频播放| 成人欧美一区二区三区白人| 亚洲一区二区三区在线| 91丝袜美腿亚洲一区二区| 开心五月激情综合婷婷| 免费看国产精品久久久久| 久久精见国产亚洲av高清热| 亚洲国产精品无码中文字| 国产成人亚洲精品91专区手机| 日韩人妻有码中文字幕| 日韩无码专区| 国产精品毛片无码| 国产亚洲av人片在线播放| 2020国产在视频线自在拍| 国产涩涩视频在线观看| 国产一精品一aⅴ一免费|