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文檔簡介
1、加工中心因其結(jié)構(gòu)與控制的復(fù)雜性,其可靠性常難以保證,而傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)存在成本高、效率低等不足,因此通過構(gòu)建虛擬樣機(jī),利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力,低成本而又高效地獲得可靠性測(cè)試結(jié)果,已經(jīng)成為必然的選擇。本文以NBP1100型立式加工中心主軸為研究對(duì)象,對(duì)其可靠性虛擬樣機(jī)建模理論進(jìn)行深入研究,完成可靠性虛擬樣機(jī)的建立,并分析了熱特性對(duì)其可靠性的影響。
首先,根據(jù)NBP1100型立式加工中心及其主軸的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),研究了FFS(Fun
2、ction功能-Fault故障-Structure結(jié)構(gòu))樹結(jié)構(gòu)化解析方法,以功能分解為核心的建樹原則,結(jié)合具體的加工實(shí)例從功能、故障和結(jié)構(gòu)三個(gè)維度分別劃分成不同的級(jí)別,建立層次化樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型,并以此為基礎(chǔ)建立了主軸在加工過程中的可靠性評(píng)估模型。
其次,依據(jù)FFS樹及其各層間的邏輯關(guān)系,提出可靠性虛擬樣機(jī)的建模要求,利用Pro/Engineer軟件建立了主軸各個(gè)元結(jié)構(gòu)的三維模型,并根據(jù)可靠性分析情況進(jìn)行變型設(shè)計(jì),簡化為元單元
3、模型,通過虛擬裝配完成了主軸可靠性虛擬樣機(jī)的建模。
然后,通過建立的虛擬樣機(jī)模型,利用有限元法對(duì)加工中心主軸進(jìn)行了熱特性分析。分析了主軸熱載荷和邊界條件,確定了軸承發(fā)熱強(qiáng)度、切削生熱功率和對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算方法,在此基礎(chǔ)上完成了空轉(zhuǎn)和切削狀態(tài)下的溫度場和熱變形分析,并通過試驗(yàn)實(shí)際測(cè)量來驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性。
最后,利用ANSYS軟件的可靠性模擬系統(tǒng),對(duì)主軸的熱特性進(jìn)行了可靠性分析。確定了輸入變量的分布類型和特性參數(shù)
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