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磨床立柱结构的优化方法技术

技术编号:9834997 阅读:165 留言:0更新日期:2014-04-02 00:37
本发明专利技术公开了一种磨床立柱结构的优化方法,包括如下步骤:1)建立磨床立柱三维图模型;2)将建立好的磨床立柱的三维图模型导入ANSYS软件中进行的网格化分;3)将步骤2)分出的节点分别用一阶与二阶摄动随机有限元法分析出个节点的可靠度并找出不可靠节点;4)对步骤3)中找出的不可靠节点进行优化,并重复步骤2、步骤3、步骤4直到磨床立柱结构可靠度明显提高。本发明专利技术将将随机分析方法与确定性有限元相结合,形成了基于随机有限元法的磨床立柱结构优化方法,它克服生产过程中的随机性因素,能设计出可靠较高的磨床立柱结构方案,从而提高产品性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种,包括如下步骤:1)建立磨床立柱三维图模型;2)将建立好的磨床立柱的三维图模型导入ANSYS软件中进行的网格化分;3)将步骤2)分出的节点分别用一阶与二阶摄动随机有限元法分析出个节点的可靠度并找出不可靠节点;4)对步骤3)中找出的不可靠节点进行优化,并重复步骤2、步骤3、步骤4直到磨床立柱结构可靠度明显提高。本专利技术将将随机分析方法与确定性有限元相结合,形成了基于随机有限元法的磨床立柱结构优化方法,它克服生产过程中的随机性因素,能设计出可靠较高的磨床立柱结构方案,从而提高产品性能。【专利说明】
本专利技术涉及机械设计领域,尤其是一种。
技术介绍
在实际生产中,影响磨床立柱强度的随机性因素很多,为了实现立柱结构高可靠度的要求,必须考虑随机因素的影响。确定性有限元法虽可达到较高的计算精度,但是没有考虑到参数的随机性,这样会导致优化后立柱结构不能达到更好的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提供一种,它能克服生产过程中的随机性因素,进而设计出可靠较高的磨床立柱结构方案,以克服现有技术的不足。本专利技术是这样实现的:,包括如下步骤: O建立磨床立柱三维图模型; 2)将建立好的磨床立柱的三维图模型导入ANSYS软件中,并对磨床立柱结构进行的网格化分,并将分出的节点以相应的编号进行显示; 3)将步骤2)分出的节点分别用一阶与二阶摄动随机有限元法分析出个节点的可靠度并找出不可靠节点; 4)对步骤3)中找出的不可靠节点进行优化,对优化后的结构模型重新导入ANSYS软件进行分析;重复步骤2、步骤3、步骤4直到磨床立柱结构可靠度明显提高。本专利技术中,在一阶摄动有限元法下可靠度系数提高大于0.1,二阶摄动有限元法可靠度系数提高大于I称可靠度明显提高。步骤3)中,用一阶与二阶摄动随机有限元法分析出各节点的可靠度并找出不可靠节点,具体是:在单元应力与结点位移的关系式中{o}={Se}={δη ,哀中、、/^7及分别表示应变矩阵、材料弹性矩阵、节点位移及单元应力,/5/为与载荷F无关的量;通过ANSYS有限元程序,由外载荷/^的确定量P、一阶载荷波动量Z7/和二阶载荷波动量&可以求出各节点所在单元应力Ob的确定量、一阶波动量和二阶波动量,进而求出各节点σ B的一阶或二阶统计量;通过公示(I)计算各节点的可靠性指数,得出在一个网格划分的单元中我们取可靠度指数最小的用一个节点来表示单元各节点最小可靠性指数;【权利要求】1.一种,其特征在于:包括如下步骤: O建立磨床立柱三维图模型; 2)将建立好的磨床立柱的三维图模型导入ANSYS软件中,并对磨床立柱结构进行的网格化分,并将分出的节点以相应的编号进行显示; 3)将步骤2)分出的节点分别用一阶与二阶摄动随机有限元法分析出个节点的可靠度并找出不可靠节点; 4)对步骤3)中找出的不可靠节点进行优化,对优化后的结构模型重新导入ANSYS软件进行分析;重复步骤2、步骤3、步骤4直到磨床立柱结构可靠度明显提高。2.根据权利要求1所述的,其特征在于:步骤3)中,用一阶与二阶摄动随机有限元法分析出各节点的可靠度并找出不可靠节点,具体是:在单元应力与结点位移的关系式中{δη,其中/5/、/57、及/W分别表示应变矩阵、材料弹性矩阵、节点位移及单元应力,/5/为与载荷F无关的量;通过ANSYS有限元程序,由外载荷G的确定量—、一阶载荷波动量/7Z和二阶载荷波动量&可以求出各节点所在单元应力Ob的确定量、一阶波动量和二阶波动量,进而求出各节点Ob的一阶或二阶统计量;通过公示(I)计算各节点的可靠性指数,得出在一个网格划分的单元中我们取可靠度指数最小的用一个节点来表示单元各节点最小可靠性指数; 3.根据权利要求1所述的,其特征在于:步骤4)中,对不可靠节点进行优化具体是:增加壁厚、加筋板或改变顶部开口位置。【文档编号】G06F17/50GK103678825SQ201310737959【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日 【专利技术者】李强, 龚敏庆, 周胜, 金明仲, 黄敏, 罗钢, 刘淼 申请人:贵州大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磨床立柱结构的优化方法,其特征在于:包括如下步骤:1)建立磨床立柱三维图模型;2)将建立好的磨床立柱的三维图模型导入ANSYS软件中,并对磨床立柱结构进行的网格化分,并将分出的节点以相应的编号进行显示;3)将步骤2)分出的节点分别用一阶与二阶摄动随机有限元法分析出个节点的可靠度并找出不可靠节点;4)对步骤3)中找出的不可靠节点进行优化,对优化后的结构模型重新导入ANSYS软件进行分析;重复步骤2、步骤3、步骤4直到磨床立柱结构可靠度明显提高。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李强龚敏庆周胜金明仲黄敏罗钢刘淼
申请(专利权)人:贵州大学
类型:发明
国别省市:贵州;52

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