在試驗分析中,沒有對環模使用壽命指標進行評價,沒有研究混合飼料經調質後的物料屬性對環模使用壽命的影響;因此,本文將在以上研究基礎上繼續對其進行仿真分析,找到仿真技術與試驗的結合點,尋求一種新的優化方法,利用ANSYS對環模製粒機的關鍵部件進行結構靜力學、結構動力學、結構熱耦合分析,目的是以得到的平均應力作為環模製粒機使用壽命指標,與試驗指標粉化率、生產率、電(dian)耗(hao)等(deng)結(jie)合(he)形(xing)成(cheng)對(dui)環(huan)模(mo)製(zhi)粒(li)機(ji)的(de)綜(zong)合(he)評(ping)價(jia),研(yan)究(jiu)環(huan)模(mo)結(jie)構(gou)參(can)數(shu)及(ji)物(wu)料(liao)屬(shu)性(xing)的(de)變(bian)化(hua)對(dui)環(huan)模(mo)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)的(de)影(ying)響(xiang),完(wan)成(cheng)對(dui)環(huan)模(mo)製(zhi)粒(li)機(ji)的(de)整(zheng)體(ti)優(you)化(hua)。
2、環模製粒機幾何模型的構建
虛擬樣機的仿真技術主要包含兩個方麵的內容:一是幾何仿真,即機構的幾何特性與裝配關係的仿真;二是係統性能及動力學特征的仿真。 jihefangzhenshitongguoxunizaoxingjishuzhiguaneryouzhunquedefanyingchanpindejihetezhengyuzhuangpeiguanxi,jinerjinxingzaoqidexitongganshefenxihezhuangpeijianyan,yibianxiayibudedonglixuefangzhenjixitongdeyouhuafenxi,helidejihefangzhenshijinxingyouhuashejidejichuheqianti。
本課題在CAD/CAE/CAM (Computer Aided Design,Computer Aided Engineering.Manufacturing)特征造型工具UG、有限元分析軟件ANSYS集成係統的基礎上,對環模製粒總成的仿真分析和優化。
2.1UG係統環境
UG (Unigraphics)是Unigraphics Solutions公司推出的集CAD/CAE/CAM為一體的三維設計平台,廣泛的應用於各製造領域,它是一個全三維、雙精度的造型係統。它以世界上具有領先地位的Parasolid為內核,在產品的概念設計、機構分析、有限元分析、裝配、工程製圖、數據輸出等領域均有相應的功能模塊,尤其是在實體造型方麵功能強大。
UG具有以下特點:
·可以為機械設計、模具設計提供一套完整的設計、分析方案
·參數化功能可為零部件的係列化建模、裝配、分析提供強大的基礎支持
·UG能完成自由曲麵在內的複雜模型的創建;
·強大的自上而下和自下而上的裝配功能;
·與ANSYS、IDEAS、SOLIDWORKS、PRO/E等的接口技術。
2.2 ANSYS係統環境
ANSYS是一專用的有限元分析工具,其數值模擬和分析功能強大。
在工程領域有許多力學問題和場的問題,都可以看作是一定邊界條件下求解微分方程,但隻有在少數的簡單問題能求解。因此,在20世紀60年代,有限元法逐漸發展並成熟起來。ANSYS的數值模擬技術是在建立模型(數學模型和過程模型)的基礎上,對所模擬的客觀或理論係統進行定量的研究、試驗和分析,它既不是實驗方法,也不是理論方法,而是在大量的試驗基礎上,通過基本原理構建的一套數值計算模型。ANSYS處於有限元界的領導地位,被全球工業界廣泛接受,經過大量的實例驗證,在眾多的工程領域都有很好的可靠性。
本課題通過ANSYS強大的數值模擬和後處理技術,對關鍵零件進行了結構動力學的分析,熱結構耦合分析,完成了對環模的結構優化。
ANSYS主要的技術特點及功能:
·能實現多場(結構、溫度場、流場、電磁場)的分析及耦合分析。耦合是指一耦合單元的分析結果可以作為其它單元的載荷約束;
.能實現前後處理、求解、及多場分析統一的數據庫;
·多物理場的優化功能;
·強大的非線性分析功能;
·靈活、快速地針對不同問題的波前求解器、PCG求解器、以及專門用於BLOCK的特征求解器;
·多用戶的網格劃分技術,支持自由網格、映射網格、智能網格、自適應網格。
2.3環模製粒總成的三維實體建模
UG Modeling建模模塊是一種基於特征和約束的新一代技術,結合了傳統建模和參數化建模的特點,具有交互建立和編輯複雜實體模型的能力。
2.3.1零件的建模及參數化
1通過Form Feature(創建特征)模塊、Feature Operation(特征操作)、Edit Feature(編輯特征)模塊以及尺寸驅動技術實現實體建模。
2環模等重要部件的參數化建模
在後續研究工作中環模為主要的分析對象,在進行環模的結構優化過程中需要反複調用環模實體,因此必須對其進行參數化的建模;UG參數化技術,涉及從零部件到組件,從組件到部件,從部件到產品的一係列過程。
參(can)數(shu)化(hua)技(ji)術(shu)就(jiu)是(shi)利(li)用(yong)特(te)征(zheng)建(jian)模(mo)方(fang)式(shi)創(chuang)建(jian)零(ling)部(bu)件(jian)係(xi)列(lie)的(de)模(mo)板(ban),創(chuang)建(jian)零(ling)件(jian)的(de)數(shu)據(ju)庫(ku),通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)的(de)零(ling)部(bu)件(jian)參(can)數(shu)快(kuai)速(su)而(er)又(you)準(zhun)確(que)地(di)生(sheng)成(cheng)實(shi)體(ti)的(de)過(guo)程(cheng)。
參數化的過程:
1定義設計意圖
·選擇特征建模方式,建立特征關係(尺寸、附著性、位置、時序);
·建立草圖約束,創建表達式(方程、條件);
·建立零部件間關係;
2確定建模方式
根據設計意圖創建一個存在若幹變量的,可以通過數值驅動的模型
·分析零部件各體素間的關係;
·分析自由參數,確定如何保證自由參數的變化;
·確定模型主特征及輔助特征及特征創建順序;
·利用表達式編輯器,提取自由參數,按照自由參數對部分表達式進行分 析;
·創建零件庫及模型並驗證。
2.3.2高級裝配
在實現環模製粒總成的模型建立,采用自頂而上的裝配技術,首先進行子裝配。
1壓輥總成的裝配(如圖5.1壓輥總成子裝配)
建立各零件之間的主要約束關係:
壓輥軸與銷:Mate圓柱副…圓柱副、Distance平麵…平麵、Align
Datum_Plane---Datum_Plane;
壓輥軸與軸承蓋: Mate平麵…平麵、Align錐形…錐形、Align
Datum_Plane---Datum_Plane;
軸承蓋和軸承: Mate平麵…平麵、Mate圓柱副…圓柱副、Align
DatumL Plane---Datum_Plane;
軸承和擋圈: Mate平麵…平麵、Mate圓柱副…圓柱副、Align
Datum_ Plane---Datum_Plane;
軸承與軸承蓋2:Mate平麵…平麵、Mate圓柱副…圓柱副、Align
DatumL Plane---Datum_Plane;
壓輥與軸承蓋2:Mate圓柱副…圓柱副、Align Datum_Plane---Datum_Plane;
螺母和壓輥軸:Mate圓柱副…圓柱副、Mate平麵…平麵、Align
DatumL Plane---Datum_ Plane.
2、壓輥總成與壓板的子裝配(如圖5.2壓輥總成與壓板的子裝配)
建立的主要的約束關係;壓輥總成與壓板:Mate平麵…平麵、Mate圓柱副…圓柱
副、Align Datum_Plane---Datum_Plane;
3、壓輥與壓板總成和環模的子裝配(如圖5.3壓輥與壓板總成和環模的子裝配)
建立的主要的約束關係:
環模與抱轂:Mate平麵…平麵、Mate圓柱副…圓柱副;
抱轂與後連接法蘭:Mate平麵…平麵、Mate圓柱副…圓柱副;
抱轂和環模: Mate圓柱副…圓柱副、Mate錐形…錐形、 Align
DatumL Plane---Datum_Plane;後連接法蘭與壓輥總成:Mate平麵…平麵、Mate圓柱副…圓柱副;
4環模製粒總成總裝配f如圖
5.4環模製粒總成總裝配。



