CN106777815A - 基于有限元的数控折弯机机架分析方法 - Google Patents

基于有限元的数控折弯机机架分析方法 Download PDF

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刘明龙
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Jiangsu Longsheng Machine Tool Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明公开了基于有限元的数控折弯机机架分析方法，包括如下步骤：S1建立数控折弯机机架的理想状态三维模型；S2采用C3D4的网格单元进行网格划分；S3 在有限元分析软件上，模拟机架在数控折弯机上的固定连接关系约束，随后设定机架局部受力约束；S4‑S8，循环模拟计算机架变形；S9对比第一循环次的受力部位尺寸与理想状态的尺寸；S10导出对比状态图以及表格明细；S11 根据表格确定机架的刚度以及强度的极限值，以及机架的变形量。本发明的机架分析方法，使用有限元分析软件进行直接计算数控机架的在不同位置折弯以及剪切的耐受刚度、强度以及变形量计算，提高了其设计效率，省去了试验阶段的时间以及成本，缩短了设计周期。

Description

基于有限元的数控折弯机机架分析方法
技术领域
本发明涉及数控折弯机机架技术领域，特别是涉及基于有限元的数控折弯机机架分析方法。
背景技术
折弯机是一种能够对薄板进行折弯的机器，其结构主要包括支架、工作台和夹紧板，工作台置于支架上，工作台由底座和压板构成，底座通过铰链与夹紧板相连，底座由座壳、线圈和盖板组成，线圈置于座壳的凹陷内，凹陷顶部覆有盖板。使用时由导线对线圈通电，通电后对压板产生引力，从而实现对压板和底座之间薄板的夹持。由于采用了电磁力夹持，使得压板可以做成多种工件要求，而且可对有侧壁的工件进行加工，操作上也十分简便。
特别地，数控折弯机其本质是对薄板进行折弯的数控折弯机模具，该模具由支架、工作台和夹紧板组成，通过对线圈通电产生对压板的引力，从而完成对压板与底座之间薄板的夹持。因为采用了电磁力夹持的方法，使得压板按照特定的工件要求进行制作，操作简单，而且可对带侧壁的工件进行加工。
数控折弯机机架在使用过程由于受力比较频繁，并且受到的均为不对称力，故而其受力分析，不管是强度分析还是刚度分析，以及变形分析均比较重要，而且数控折弯机架容易转弯，其使用寿命较难评估。为了设计更好的折弯机架的形状以及结构，通常需要对不同形状的机架进行抗拉、剪试验，最终确定其设计形状以及结构和受力部位。但是在现有技术中做这种试验，周期长、试验设备需要特别定制，费时费力。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于有限分析的数控折弯机刚度、强度以及变形计算方法，从而使用有限元分析软件进行直接计算数控机架的在不同位置折弯以及剪切的耐受刚度、强度以及变形量计算，提高了其设计效率，省去了试验阶段的时间以及成本，缩短了设计周期。
本发明所采用的技术方案是：基于有限元的数控折弯机机架分析方法，包括如下步骤：
S1 ，建立数控折弯机机架的理想状态三维模型；
S2 ，采用C3D4的网格单元进行网格划分；
S3 在有限元分析软件上，模拟机架在数控折弯机上的固定连接关系约束，随后设定机架局部受力约束；
S4-S8，循环模拟计算机架变形，进行第一个N次循环模拟计算机架受力后，记录机架受力部位变形尺寸，并且形成明细，同时记录受力数据、受力次数，然后给出机架初始建模状态与第一个N次循环模拟后的三维图片对比；
S9 ，对比第一循环次的受力部位尺寸与理想状态的尺寸，当变形尺寸小于预定值时，进行后面的第二，三，四…,M个N次循环，当变形尺寸大于预定值时导出对比状态图以及表格明细；
S10 ，导出对比状态图以及表格明细；
S11 根据表格确定机架的刚度以及强度的极限值，以及机架的变形量。
进一步地，S4-S8循环模拟计算机架变形具体包括如下步骤：
S4，设定N次受力循环数；
S5，启动有限元分析软件进行受力计算；
S6，得到第一循环次的轮受力后的机架三维模型；
S7，将第一循环次的受力后的机架三维模型与理想状态的三维模型进行尺寸对比；
S8，得出数控机架第一个受力循环次的受力部位尺寸对比三维图以及重要部位尺寸数据表格明细。
进一步地，循环模拟计算机架变形的次数M一般为10-30次。
进一步地，每一个N次循环的数量一般为50-100次，也就是说每次设定的数控机架受力次数为50-100次。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于有限元的数控折弯机机架分析方法，基于有限分析的数控折弯机刚度、强度以及变形计算方法，从而使用有限元分析软件进行直接计算数控机架的在不同位置折弯以及剪切的耐受刚度、强度以及变形量计算，提高了其设计效率，省去了试验阶段的时间以及成本，缩短了设计周期，具有较好的使用前景。
附图说明
图1为基于有限元的数控折弯机机架分析方法的一个实施例的原理框图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如图1所示，基于有限元的数控折弯机机架分析方法，包括如下步骤：
S1 ，建立数控折弯机机架的理想状态三维模型；
S2 ，采用C3D4的网格单元进行网格划分；
S3 在有限元分析软件上，模拟机架在数控折弯机上的固定连接关系约束，随后设定机架局部受力约束；
S4-S8，循环模拟计算机架变形，进行第一个N次循环模拟计算机架受力后，记录机架受力部位变形尺寸，并且形成明细，同时记录受力数据、受力次数，然后给出机架初始建模状态与第一个N次循环模拟后的三维图片对比；
S9 ，对比第一循环次的受力部位尺寸与理想状态的尺寸，当变形尺寸小于预定值时，进行后面的第二，三，四…,M个N次循环，当变形尺寸大于预定值时导出对比状态图以及表格明细；
S10 ，导出对比状态图以及表格明细；
S11 根据表格确定机架的刚度以及强度的极限值，以及机架的变形量。
在上述实施例中，S4-S8循环模拟计算机架变形具体包括如下步骤：
S4，设定N次受力循环数；
S5，启动有限元分析软件进行受力计算；
S6，得到第一循环次的轮受力后的机架三维模型；
S7，将第一循环次的受力后的机架三维模型与理想状态的三维模型进行尺寸对比；
S8，得出数控机架第一个受力循环次的受力部位尺寸对比三维图以及重要部位尺寸数据表格明细。
在上述实施例中，循环模拟计算机架变形的次数M一般为10-30次。
在上述实施例中，每一个N次循环的数量一般为50-100次，也就是说每次设定的数控机架受力次数为50-100次。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.基于有限元的数控折弯机机架分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1 ，建立数控折弯机机架的理想状态三维模型；
S2 ，采用C3D4的网格单元进行网格划分；
S3 在有限元分析软件上，模拟机架在数控折弯机上的固定连接关系约束，随后设定机架局部受力约束；
S4-S8，循环模拟计算机架变形，进行第一个N次循环模拟计算机架受力后，记录机架受力部位变形尺寸，并且形成明细，同时记录受力数据、受力次数，然后给出机架初始建模状态与第一个N次循环模拟后的三维图片对比；
S9 ，对比第一循环次的受力部位尺寸与理想状态的尺寸，当变形尺寸小于预定值时，进行后面的第二，三，四…,M个N次循环，当变形尺寸大于预定值时导出对比状态图以及表格明细；
S10 ，导出对比状态图以及表格明细；
S11 根据表格确定机架的刚度以及强度的极限值，以及机架的变形量。
2.根据权利要求1所述的基于有限元的数控折弯机机架分析方法，其特征在于：S4-S8循环模拟计算机架变形具体包括如下步骤：
S4，设定N次受力循环数；
S5，启动有限元分析软件进行受力计算；
S6，得到第一循环次的轮受力后的机架三维模型；
S7，将第一循环次的受力后的机架三维模型与理想状态的三维模型进行尺寸对比；
S8，得出数控机架第一个受力循环次的受力部位尺寸对比三维图以及重要部位尺寸数据表格明细。
3.根据权利要求2所述的基于有限元的数控折弯机机架分析方法，其特征在于：循环模拟计算机架变形的次数M一般为10-30次。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于有限元的数控折弯机机架分析方法，其特征在于：每一个N次循环的数量一般为50-100次，也就是说每次设定的数控机架受力次数为50-100次。
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刘翠: ""应用于现场的折弯机变形检测及折弯机优化"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

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