【技术实现步骤摘要】
一种获取机床主轴关键参数的仿真分析耦合方法
[0001]本专利技术涉及机床
，更具体的说是涉及一种获取机床主轴关键参数的仿真分析耦合方法。
技术介绍
[0002]目前针对机床中主轴部件的有限元优化仿真工作主要从静力学和动力学入手，其中静力学主要通过应力应变分析查看关键零部件的变形情况，在保证零部件足够强度的前提下尽量减小零部件的变形，而动力学主要是计算部件在受外界随时间变化载荷下的响应，这包含模态分析、谐响应分析以及谱分析、随机振动等问题，模态分析是所有动力学分析研究的基础，而模态分析中所需要获取的各阶固有频率更是体现部件本身动力学属性的关键参数。一般而言针对静力学中关键零部件的变形量是越小越好，而对于模态分析中的固有频率则是希望越大越好，这样不仅部件不容易变形且受外界动载荷的影响也较小。
[0003]在模态分析中，部件中接触面上的刚度值通常简化为加载弹簧的约束方式，对于平面或圆柱面等规则接触面上设置弹簧的刚度值可以为总体刚度值除加载的弹簧数量，对于接触面为球面的弹簧加载形式则无法较好的确定其具体数值，如此严重...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种获取机床主轴关键参数的仿真分析耦合方法，所述主轴装配体中包括主轴本体、主轴轴承和电机转子，其特征在于，包括以下步骤：S1.构建主轴装配体，对所述主轴装配体中的结构尺寸和装配尺寸分别进行参数化，将参数化后的所述结构尺寸作为第一类参数化变量值，参数化后的所述装配尺寸作为第二类参数化变量值；S2.针对所述主轴装配体，添加约束条件，所述约束条件包括所述主轴本体与所述主轴轴承之间以及所述主轴本体与所述电机转子之间的约束条件；S3.对所述主轴装配体中所包括的所有零部件均进行有限元网格划分；S4.进行静力学分析，获得所述主轴装配体中所有零部件在受自身重力影响下的最大变形量，根据所获得的最大变形量获取应变云图，并将最大变形量作为第一目标值；S5.将静力学分析中计算结果作为参考依据重新设置所述约束条件，对所述主轴装配体进行模态分析，得到所述主轴装配体中的各阶固有频率，并将所述主轴装配体的第一阶固有频率作为第二目标值；S6.将所述第一目标值和所述第二目标值作为优化目标，同时设置所述第一类参数化变量值及所述第二类参数化变量值的变量名称取值范围，通过所述参数化分析计算得出所述第一类参数化变量值及所述第二类参数化变量值的最优值；S7.以所述最优值重新进行所述主轴装配体的静力学分析及模态分析后得到相应结果，并将当前结果分别与未参数化分析前的静力学分析和模态分析结果进行对比，将变形量更变小并且第一阶固有频率更大的最优值用于所述主轴实际装配体的加工生产中。2.根据权利要求1所述的一种获取机床主轴关键参数的仿真分析耦合方法，其特征在于，S1中构建主轴装配体的具体内容包括：建立主轴实际装配体，并对所述主轴实际装配体进行特征简化，得到所述主轴装配体。3.根据权利要求2所述的一种获取机床主轴关键参数的仿真分析耦合方法，其特征在于，所述特征简化的规则包括：1)所述主轴实际装配体零部件之间的接触装配关系不变；2)所述主轴实际装配体零部件的整体质量及质心保持不变；具体简化内容包括：完全保留要查看变形量结构件的所有特征，包括工艺孔、倒角和沟槽特征；删除标准件和标准件所在位置工艺孔；删除装配体中厚度薄和尺寸小的零部件，对于辅助作用的塑料件进行全部删除；对于厚度和尺寸较大零件，仅保留基本特征，删除倒角、圆孔和沟槽特征；删除外观保护钣金件。4.根据权利要求1所述的一种获取机床主轴关键参数的仿真分析耦合方法，其特征在于，S2中在添加边界条件和约束条件前还包括：设置所述简化后主轴装配体中各零部件材料属性。5.根据权利要求1所述的一种获取机床主轴关键参数的仿真分析耦合方法，其特征在于，所述第一类参数化变量值和所述第二类参数化变量值的数量均包括一个以上；其中，所述第一类参数化变量值至少包括所述主轴本体直径、主轴本体长度，所述第二类参数化变量值至少包括所述主轴本体与所述主轴轴承之间的距离、所述主轴轴承与所述
主轴本体轴端之间的距离。6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉伟，吴东旭，索奇，朱生根，肖北川，李云飞，
申请(专利权)人：通用技术集团机床工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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