基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法，包括如下步驟：S1建立數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架的理想狀態(tài)三維模型；S2采用C3D4的網(wǎng)格單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分；S3?在有限元分析軟件上，模擬機(jī)架在數(shù)控折彎?rùn)C(jī)上的固定連接關(guān)系約束，隨后設(shè)定機(jī)架局部受力約束；S4?S8，循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形；S9對(duì)比第一循環(huán)次的受力部位尺寸與理想狀態(tài)的尺寸；S10導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S11?根據(jù)表格確定機(jī)架的剛度以及強(qiáng)度的極限值，以及機(jī)架的變形量。本發(fā)明專利技術(shù)的機(jī)架分析方法，使用有限元分析軟件進(jìn)行直接計(jì)算數(shù)控機(jī)架的在不同位置折彎以及剪切的耐受剛度、強(qiáng)度以及變形量計(jì)算，提高了其設(shè)計(jì)效率，省去了試驗(yàn)階段的時(shí)間以及成本，縮短了設(shè)計(jì)周期。

Analysis method of NC bending machine frame based on finite element method

The invention discloses a method for analysis of CNC bending machine based on finite element method, which comprises the following steps: the ideal state of S1 to establish three-dimensional model of CNC bending machine frame; the S2 grid unit of C3D4 mesh; S3 in finite element analysis software, the simulation frame in CNC bending machine is fixedly connected with the constraint, then a set of local stress constraints; S4 S8 cycle simulation computer frame deformation; S9 in comparison with the first cycles of stress spot size and ideal size; S10 derived contrast state chart and table list; S11 according to the limit of the table frame stiffness and strength values, and deformation of the frame. The invention of the frame analysis method, direct calculation of NC machine was calculated in different position of bending and shear resistant stiffness and strength and deformation using finite element analysis software, improves the design efficiency, saves the time and cost of test stage, shorten the design cycle.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法
本專利技術(shù)涉及數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架
，特別是涉及基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法。
技術(shù)介紹
折彎?rùn)C(jī)是一種能夠?qū)Ρ“暹M(jìn)行折彎的機(jī)器，其結(jié)構(gòu)主要包括支架、工作臺(tái)和夾緊板，工作臺(tái)置于支架上，工作臺(tái)由底座和壓板構(gòu)成，底座通過鉸鏈與夾緊板相連，底座由座殼、線圈和蓋板組成，線圈置于座殼的凹陷內(nèi)，凹陷頂部覆有蓋板。使用時(shí)由導(dǎo)線對(duì)線圈通電，通電后對(duì)壓板產(chǎn)生引力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板和底座之間薄板的夾持。由于采用了電磁力夾持，使得壓板可以做成多種工件要求，而且可對(duì)有側(cè)壁的工件進(jìn)行加工，操作上也十分簡(jiǎn)便。特別地，數(shù)控折彎?rùn)C(jī)其本質(zhì)是對(duì)薄板進(jìn)行折彎的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)模具，該模具由支架、工作臺(tái)和夾緊板組成，通過對(duì)線圈通電產(chǎn)生對(duì)壓板的引力，從而完成對(duì)壓板與底座之間薄板的夾持。因?yàn)椴捎昧穗姶帕A持的方法，使得壓板按照特定的工件要求進(jìn)行制作，操作簡(jiǎn)單，而且可對(duì)帶側(cè)壁的工件進(jìn)行加工。數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架在使用過程由于受力比較頻繁，并且受到的均為不對(duì)稱力，故而其受力分析，不管是強(qiáng)度分析還是剛度分析，以及變形分析均比較重要，而且數(shù)控折彎?rùn)C(jī)架容易轉(zhuǎn)彎，其使用壽命較難評(píng)估。為了設(shè)計(jì)更好的折彎?rùn)C(jī)架的形狀以及結(jié)構(gòu)，通常需要對(duì)不同形狀的機(jī)架進(jìn)行抗拉、剪試驗(yàn)，最終確定其設(shè)計(jì)形狀以及結(jié)構(gòu)和受力部位。但是在現(xiàn)有技術(shù)中做這種試驗(yàn)，周期長(zhǎng)、試驗(yàn)設(shè)備需要特別定制，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種基于有限分析的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)剛度、強(qiáng)度以及變形計(jì)算方法，從而使用有限元分析軟件進(jìn)行直接計(jì)算數(shù)控機(jī)架的在不同位置折彎以及剪切的耐受剛度、強(qiáng)度以及變形量計(jì)算，提高了其設(shè)計(jì)效率，省去了試驗(yàn)階段的時(shí)間以及成本，縮短了設(shè)計(jì)周期。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法，包括如下步驟：S1，建立數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架的理想狀態(tài)三維模型；S2，采用C3D4的網(wǎng)格單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分；S3在有限元分析軟件上，模擬機(jī)架在數(shù)控折彎?rùn)C(jī)上的固定連接關(guān)系約束，隨后設(shè)定機(jī)架局部受力約束；S4-S8，循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形，進(jìn)行第一個(gè)N次循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架受力后，記錄機(jī)架受力部位變形尺寸，并且形成明細(xì)，同時(shí)記錄受力數(shù)據(jù)、受力次數(shù)，然后給出機(jī)架初始建模狀態(tài)與第一個(gè)N次循環(huán)模擬后的三維圖片對(duì)比；S9，對(duì)比第一循環(huán)次的受力部位尺寸與理想狀態(tài)的尺寸，當(dāng)變形尺寸小于預(yù)定值時(shí)，進(jìn)行后面的第二，三，四…,M個(gè)N次循環(huán)，當(dāng)變形尺寸大于預(yù)定值時(shí)導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S10，導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S11根據(jù)表格確定機(jī)架的剛度以及強(qiáng)度的極限值，以及機(jī)架的變形量。進(jìn)一步地，S4-S8循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形具體包括如下步驟：S4，設(shè)定N次受力循環(huán)數(shù)；S5，啟動(dòng)有限元分析軟件進(jìn)行受力計(jì)算；S6，得到第一循環(huán)次的輪受力后的機(jī)架三維模型；S7，將第一循環(huán)次的受力后的機(jī)架三維模型與理想狀態(tài)的三維模型進(jìn)行尺寸對(duì)比；S8，得出數(shù)控機(jī)架第一個(gè)受力循環(huán)次的受力部位尺寸對(duì)比三維圖以及重要部位尺寸數(shù)據(jù)表格明細(xì)。進(jìn)一步地，循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形的次數(shù)M一般為10-30次。進(jìn)一步地，每一個(gè)N次循環(huán)的數(shù)量一般為50-100次，也就是說每次設(shè)定的數(shù)控機(jī)架受力次數(shù)為50-100次。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法，基于有限分析的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)剛度、強(qiáng)度以及變形計(jì)算方法，從而使用有限元分析軟件進(jìn)行直接計(jì)算數(shù)控機(jī)架的在不同位置折彎以及剪切的耐受剛度、強(qiáng)度以及變形量計(jì)算，提高了其設(shè)計(jì)效率，省去了試驗(yàn)階段的時(shí)間以及成本，縮短了設(shè)計(jì)周期，具有較好的使用前景。附圖說明圖1為基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法的一個(gè)實(shí)施例的原理框圖。具體實(shí)施方式為了加深對(duì)本專利技術(shù)的理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明，該實(shí)施例僅用于解釋本專利技術(shù)，并不對(duì)本專利技術(shù)的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。如圖1所示，基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法，包括如下步驟：S1，建立數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架的理想狀態(tài)三維模型；S2，采用C3D4的網(wǎng)格單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分；S3在有限元分析軟件上，模擬機(jī)架在數(shù)控折彎?rùn)C(jī)上的固定連接關(guān)系約束，隨后設(shè)定機(jī)架局部受力約束；S4-S8，循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形，進(jìn)行第一個(gè)N次循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架受力后，記錄機(jī)架受力部位變形尺寸，并且形成明細(xì)，同時(shí)記錄受力數(shù)據(jù)、受力次數(shù)，然后給出機(jī)架初始建模狀態(tài)與第一個(gè)N次循環(huán)模擬后的三維圖片對(duì)比；S9，對(duì)比第一循環(huán)次的受力部位尺寸與理想狀態(tài)的尺寸，當(dāng)變形尺寸小于預(yù)定值時(shí)，進(jìn)行后面的第二，三，四…,M個(gè)N次循環(huán)，當(dāng)變形尺寸大于預(yù)定值時(shí)導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S10，導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S11根據(jù)表格確定機(jī)架的剛度以及強(qiáng)度的極限值，以及機(jī)架的變形量。在上述實(shí)施例中，S4-S8循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形具體包括如下步驟：S4，設(shè)定N次受力循環(huán)數(shù)；S5，啟動(dòng)有限元分析軟件進(jìn)行受力計(jì)算；S6，得到第一循環(huán)次的輪受力后的機(jī)架三維模型；S7，將第一循環(huán)次的受力后的機(jī)架三維模型與理想狀態(tài)的三維模型進(jìn)行尺寸對(duì)比；S8，得出數(shù)控機(jī)架第一個(gè)受力循環(huán)次的受力部位尺寸對(duì)比三維圖以及重要部位尺寸數(shù)據(jù)表格明細(xì)。在上述實(shí)施例中，循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形的次數(shù)M一般為10-30次。在上述實(shí)施例中，每一個(gè)N次循環(huán)的數(shù)量一般為50-100次，也就是說每次設(shè)定的數(shù)控機(jī)架受力次數(shù)為50-100次。本專利技術(shù)的實(shí)施例公布的是較佳的實(shí)施例，但并不局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，極易根據(jù)上述實(shí)施例，領(lǐng)會(huì)本專利技術(shù)的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本專利技術(shù)的精神，都在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法，其特征在于：包括如下步驟：S1?，建立數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架的理想狀態(tài)三維模型；S2?，采用C3D4的網(wǎng)格單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分；S3?在有限元分析軟件上，模擬機(jī)架在數(shù)控折彎?rùn)C(jī)上的固定連接關(guān)系約束，隨后設(shè)定機(jī)架局部受力約束；S4?S8，循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形，進(jìn)行第一個(gè)N次循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架受力后，記錄機(jī)架受力部位變形尺寸，并且形成明細(xì)，同時(shí)記錄受力數(shù)據(jù)、受力次數(shù)，然后給出機(jī)架初始建模狀態(tài)與第一個(gè)N次循環(huán)模擬后的三維圖片對(duì)比；S9?，對(duì)比第一循環(huán)次的受力部位尺寸與理想狀態(tài)的尺寸，當(dāng)變形尺寸小于預(yù)定值時(shí)，進(jìn)行后面的第二，三，四…,M個(gè)N次循環(huán)，當(dāng)變形尺寸大于預(yù)定值時(shí)導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S10?，導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S11?根據(jù)表格確定機(jī)架的剛度以及強(qiáng)度的極限值，以及機(jī)架的變形量。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于有限元的數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架分析方法，其特征在于：包括如下步驟：S1，建立數(shù)控折彎?rùn)C(jī)機(jī)架的理想狀態(tài)三維模型；S2，采用C3D4的網(wǎng)格單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分；S3在有限元分析軟件上，模擬機(jī)架在數(shù)控折彎?rùn)C(jī)上的固定連接關(guān)系約束，隨后設(shè)定機(jī)架局部受力約束；S4-S8，循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架變形，進(jìn)行第一個(gè)N次循環(huán)模擬計(jì)算機(jī)架受力后，記錄機(jī)架受力部位變形尺寸，并且形成明細(xì)，同時(shí)記錄受力數(shù)據(jù)、受力次數(shù)，然后給出機(jī)架初始建模狀態(tài)與第一個(gè)N次循環(huán)模擬后的三維圖片對(duì)比；S9，對(duì)比第一循環(huán)次的受力部位尺寸與理想狀態(tài)的尺寸，當(dāng)變形尺寸小于預(yù)定值時(shí)，進(jìn)行后面的第二，三，四…,M個(gè)N次循環(huán)，當(dāng)變形尺寸大于預(yù)定值時(shí)導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S10，導(dǎo)出對(duì)比狀態(tài)圖以及表格明細(xì)；S11根據(jù)表格確定機(jī)架的剛度以及強(qiáng)度的極限值，以及機(jī)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉明龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇龍勝機(jī)床制造有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32