一种基于有限元二次开发的导轨磨损寿命计算方法技术

本发明专利技术公开一种基于有限元二次开发的导轨磨损寿命计算方法，包括以下步骤：(1)根据设定的导轨误差函数，在MATLAB中生成txt形式的载荷文件；(2)在abaqus前处理模块中，建立工作台、导轨、滑块结构的有限元模型，对模型进行装配、网格划分并设置导轨、滑块、工作台的材料参数、边界条件；(3)采用abaqus

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元二次开发的导轨磨损寿命计算方法


[0001]本专利技术属于直线进给导轨系统磨损寿命计算及机床精度保持性
，特别是涉及一种基于有限元二次开发的导轨磨损寿命计算方法。

技术介绍

[0002]机床是国家综合实力和战略地位的综合体现，也是国家制造业发展水平的衡量指标之一。在精度保持性指标上与日本或欧美国家的高精度滚动直线导轨副相比，国内滚动直线导轨副还有很大的进步空间，国内相对缺乏直线导轨副精度衰退机理的相关基础理论。
[0003]机床上的运动部件是通过导轨进行导向，但是导轨在装配过程中会产生装配误差，在装配误差的作用下，与工作台相连的导轨滑块在运动过程中，会对导轨施加周期载荷，导轨会在周期载荷作用下产生磨损。由于形状误差(相关节点的位置)和整个模型尺寸相比是十分微小的，采用改变单元节点的方法建模会导致收敛困难，所以提出来一种通过改变等效弹簧原长来映射到导轨误差的方法，并在此基础上运用有限元二次开发技术模拟导轨磨损过程。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，实现直线进给导轨的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元二次开发的导轨磨损寿命计算方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、根据设定的导轨误差函数，通过改变等效弹簧原长来映射导轨误差，确定导轨误差载荷并在MATLAB中生成txt形式的载荷文件；步骤二、在abaqus前处理模块中，建立工作台、导轨、滑块结构的有限元模型，对有限元模型进行装配、网格划分并设置导轨、滑块、工作台的材料参数、边界条件；步骤三、采用abaqus
‑
python二次开发，对有限元模型在指定位置批量生成非线性弹簧单元，并设置初始长度；步骤四、利用python将txt载荷文件中的数据批量写入到inp文件中；步骤五、利用abaqus
‑
python二次开发功能，将inp文件进行批量提交、计算、提取结果；步骤六、根据Archard模型计算导轨磨损。2.根据权利要求1所述一种通过改变等效弹簧原长来映射到导轨误差的方法，其特征在于，步骤一中，假设工作台自右向左运动，首先确定左端滑块在导轨中的位置，并读取该位置的误差数值写入到txt文件，之后每隔固定长度为L时读取导轨的误差数值写入到txt文件，总共写入若干个节点，以相同的方法写入第二个滑块的误差载荷；并在inp文件中设定弹簧为只压缩弹簧，拉伸弹簧不产生力，将上轨道的弹簧初始长度设置为初始长度为M。3.根据权利要求1所述一种通过改变等效弹簧原长来映射到导轨误差的方法，其特征在于，步骤二在abaqus中设定工作台受到的载荷与约束为边界条件，在导轨底部设定为固定约束，滑块与工作台接触位置设定为绑定约束，约束工作台三方向转动和两方向移动并对工作台施加竖直向下的重力载荷。4.根据权利要求2所述一种通过改变等效弹簧原长来映射到导轨误差的方法，其特征在于，步骤三中在abaqus中手动建立两个节点之间的弹簧，建立弹簧的过程会生成python代码，通过更改代码中的节点编号建立其他任意两点之间的非线性弹簧；在abaqus中，每一个导轨滚道和对应的滑块滚道分别创建一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，张大卫，高卫国，徐源培，丰凯，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：