基於有限元的數控折彎機機架分析方法與流程
2023-05-19 01:35:31
本發明涉及數控折彎機機架技術領域，特別是涉及基於有限元的數控折彎機機架分析方法。
背景技術：
折彎機是一種能夠對薄板進行折彎的機器，其結構主要包括支架、工作檯和夾緊板，工作檯置於支架上，工作檯由底座和壓板構成，底座通過鉸鏈與夾緊板相連，底座由座殼、線圈和蓋板組成，線圈置於座殼的凹陷內，凹陷頂部覆有蓋板。使用時由導線對線圈通電，通電後對壓板產生引力，從而實現對壓板和底座之間薄板的夾持。由於採用了電磁力夾持，使得壓板可以做成多種工件要求，而且可對有側壁的工件進行加工，操作上也十分簡便。
特別地，數控折彎機其本質是對薄板進行折彎的數控折彎機模具，該模具由支架、工作檯和夾緊板組成，通過對線圈通電產生對壓板的引力，從而完成對壓板與底座之間薄板的夾持。因為採用了電磁力夾持的方法，使得壓板按照特定的工件要求進行製作，操作簡單，而且可對帶側壁的工件進行加工。
數控折彎機機架在使用過程由於受力比較頻繁，並且受到的均為不對稱力，故而其受力分析，不管是強度分析還是剛度分析，以及變形分析均比較重要，而且數控折彎機架容易轉彎，其使用壽命較難評估。為了設計更好的折彎機架的形狀以及結構，通常需要對不同形狀的機架進行抗拉、剪試驗，最終確定其設計形狀以及結構和受力部位。但是在現有技術中做這種試驗，周期長、試驗設備需要特別定製，費時費力。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基於有限分析的數控折彎機剛度、強度以及變形計算方法，從而使用有限元分析軟體進行直接計算數控機架的在不同位置折彎以及剪切的耐受剛度、強度以及變形量計算，提高了其設計效率，省去了試驗階段的時間以及成本，縮短了設計周期。
本發明所採用的技術方案是：基於有限元的數控折彎機機架分析方法，包括如下步驟：
S1 ，建立數控折彎機機架的理想狀態三維模型；
S2 ，採用C3D4的網格單元進行網格劃分；
S3 在有限元分析軟體上，模擬機架在數控折彎機上的固定連接關係約束，隨後設定機架局部受力約束；
S4-S8，循環模擬計算機架變形，進行第一個N次循環模擬計算機架受力後，記錄機架受力部位變形尺寸，並且形成明細，同時記錄受力數據、受力次數，然後給出機架初始建模狀態與第一個N次循環模擬後的三維圖片對比；
S9 ，對比第一循環次的受力部位尺寸與理想狀態的尺寸，當變形尺寸小於預定值時，進行後面的第二，三，四…,M個N次循環，當變形尺寸大於預定值時導出對比狀態圖以及表格明細；
S10 ，導出對比狀態圖以及表格明細；
S11 根據表格確定機架的剛度以及強度的極限值，以及機架的變形量。
進一步地，S4-S8循環模擬計算機架變形具體包括如下步驟：
S4，設定N次受力循環數；
S5，啟動有限元分析軟體進行受力計算；
S6，得到第一循環次的輪受力後的機架三維模型；
S7，將第一循環次的受力後的機架三維模型與理想狀態的三維模型進行尺寸對比；
S8，得出數控機架第一個受力循環次的受力部位尺寸對比三維圖以及重要部位尺寸數據表格明細。
進一步地，循環模擬計算機架變形的次數M一般為10-30次。
進一步地，每一個N次循環的數量一般為50-100次，也就是說每次設定的數控機架受力次數為50-100次。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：基於有限元的數控折彎機機架分析方法，基於有限分析的數控折彎機剛度、強度以及變形計算方法，從而使用有限元分析軟體進行直接計算數控機架的在不同位置折彎以及剪切的耐受剛度、強度以及變形量計算，提高了其設計效率，省去了試驗階段的時間以及成本，縮短了設計周期，具有較好的使用前景。
附圖說明
圖1為基於有限元的數控折彎機機架分析方法的一個實施例的原理框圖。
具體實施方式
為了加深對本發明的理解，下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，該實施例僅用於解釋本發明，並不對本發明的保護範圍構成限定。
如圖1所示，基於有限元的數控折彎機機架分析方法，包括如下步驟：
S1 ，建立數控折彎機機架的理想狀態三維模型；
S2 ，採用C3D4的網格單元進行網格劃分；
S3 在有限元分析軟體上，模擬機架在數控折彎機上的固定連接關係約束，隨後設定機架局部受力約束；
S4-S8，循環模擬計算機架變形，進行第一個N次循環模擬計算機架受力後，記錄機架受力部位變形尺寸，並且形成明細，同時記錄受力數據、受力次數，然後給出機架初始建模狀態與第一個N次循環模擬後的三維圖片對比；
S9 ，對比第一循環次的受力部位尺寸與理想狀態的尺寸，當變形尺寸小於預定值時，進行後面的第二，三，四…,M個N次循環，當變形尺寸大於預定值時導出對比狀態圖以及表格明細；
S10 ，導出對比狀態圖以及表格明細；
S11 根據表格確定機架的剛度以及強度的極限值，以及機架的變形量。
在上述實施例中，S4-S8循環模擬計算機架變形具體包括如下步驟：
S4，設定N次受力循環數；
S5，啟動有限元分析軟體進行受力計算；
S6，得到第一循環次的輪受力後的機架三維模型；
S7，將第一循環次的受力後的機架三維模型與理想狀態的三維模型進行尺寸對比；
S8，得出數控機架第一個受力循環次的受力部位尺寸對比三維圖以及重要部位尺寸數據表格明細。
在上述實施例中，循環模擬計算機架變形的次數M一般為10-30次。
在上述實施例中，每一個N次循環的數量一般為50-100次，也就是說每次設定的數控機架受力次數為50-100次。
本發明的實施例公布的是較佳的實施例，但並不局限於此，本領域的普通技術人員，極易根據上述實施例，領會本發明的精神，並做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發明的精神，都在本發明的保護範圍內。