CN107688675A - 用于提取机械产品点的同心度误差的方法 - Google Patents

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林晔
夏祖林
金亮
刘海芳
叶伟峰
陈鹏飞
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Abstract

本发明实施例公开的一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法，能够实现基于有限元模型的机械零件变形数据提取出其点的同心度误差。该方法运用三维建模软件建立零件的实体模型；建立被测机械产品在复杂工况下的有限元模型，得到被测机械产品变形后的有限元模型；在有限元软件中测量变形后的有限元模型中基准圆上所有节点的坐标；拟合基准圆方程，并确定基准圆圆心A坐标；然后再测得基准圆外圆上所有节点坐标，拟合外圆方程，并确定外圆圆心B坐标；计算两个圆心的距离，将二倍的这个距离作为所求点的同心度误差。

Description

用于提取机械产品点的同心度误差的方法
技术领域
本发明涉及机械产品点的同心度误差提取技术，尤其涉及一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法。
背景技术
机械零件的点的同心度误差是零件的其中一项重要质量指标，影响着结构零件的互换性和质量，进而也影响着整个机械产品的质量。为了保证结构零件的和互换性，应按设计给出的点的同心度公差来检测外圆圆心对于基准圆圆心的同心度误差。
高精度机械产品在实际工况下的强度与刚度分析一直是其设计的难点。为分析高精度机械产品在工作状态下的性能，需要分析其在温度、外载、振动等环境下的应力分布和变形情况对其点的同心度的影响，判断其变形后是否满足要求。
现行机械产品点的同心度误差检测方法主要存在以下几个问题：1、现有方法主要针对实际机械产品的点的同心度误差检测，需等机械产品加工制造出来后才能检测获得其点的同心度误差数据；2、机械产品装配完毕并处在实际工况下时，使用现有方法已无法对其进行点的同心度误差检测，即现有方法仅能检测获得加工制造误差对机械产品点的同心度的影响，而无法检测获得机械产品在温度、外载、振动等实际工况下的变形对其点的同心度的影响。
随着计算机技术及应用的迅速发展，基于有限元分析的计算机辅助工程(CAE)与计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)等新技术已经直接融入了机械产品的设计、定型和制造过程，成为结构分析和结构优化的重要工具。在使用CAD技术对机械结构完成初步设计后，为加快设计开发进程及提高经济性，可使用CAE技术对机械零件的有限元模型进行仿真分析，以判断机械零件模型在仿真的实际工况下其外圆圆心对于基准圆圆心的同心度误差是否满足要求。因此，需要研究基于有限元模型的机械零件变形数据提取出其点的同心度误差的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法，能够实现基于有限元模型的机械零件变形数据提取出其点的同心度误差。
本发明的技术解决方案：
一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，运用三维建模软件建立零件的实体模型；
步骤2，以步骤1建立的实体模型为基础，建立被测机械产品在复杂工况下的有限元模型，进行有限元计算，得到被测机械产品变形后的有限元模型；
步骤3，在有限元软件中测量变形后的有限元模型中基准圆上所有节点的坐标；拟合基准圆方程，并确定基准圆圆心A坐标；
步骤4，然后再测得基准圆外圆上所有节点坐标，拟合外圆方程，并确定外圆圆心B坐标；
步骤5，计算两个圆心的距离，将二倍的这个距离作为所求点的同心度误差。
本发明实施例提供的一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法，首先运用CAD技术建立机械零件的实体模型，通过有限元软件对其进行实际工况下的仿真分析，首先测得零件变形后基准圆上所有节点的坐标；其次根据节点坐标拟合基准圆方程，并求的其圆心坐标；然后再测得其外圆上所有节点坐标，拟合外圆方程，并确定外圆圆心坐标；最后计算两个圆心的距离，则二倍的这个距离就为所求的点的同心度误差。该方法可在机械零件的有限元分析的结果中提取出点的同心度误差，检测其是否满足要求，从而判断出机械零件在实际工况下的变形对机械零件功能的影响。在机械产品的初始设计阶段，采用本方法可显著降低开发周期，提高经济性。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例涉及的机械零件设计流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明实施例提供一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法，用于同心度适用于圆柱形的零件，该方法用于图1所示机械零件设计流程中，具体的，该方法可以通过以下步骤实现：
步骤1，运用三维建模软件建立零件的实体模型，三维建模软件可以使用CAD；
步骤2，以步骤1建立的实体模型为基础，建立被测机械产品在温度、外载、振动环境等实际复杂工况下的有限元模型，进行有限元计算，得到被测机械产品变形后的有限元模型；
步骤3，在有限元软件中测量变形后的有限元模型中基准圆上所有节点的坐标；拟合基准圆方程，并确定基准圆圆心A坐标，此步骤选取的点的数量越多，计算精度越高；
步骤4，然后再测得基准圆外圆上所有节点坐标，拟合外圆方程，并确定外圆圆心B坐标；
步骤5，计算两个圆心的A和B的距离，将二倍的这个距离作为所求点的同心度误差。
本发明实施例提供的一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法，首先运用CAD技术建立机械零件的实体模型，通过有限元软件对其进行实际工况下的仿真分析，首先测得零件变形后基准圆上所有节点的坐标；其次根据节点坐标拟合基准圆方程，并求的其圆心坐标；然后再测得其外圆上所有节点坐标，拟合外圆方程，并确定外圆圆心坐标；最后计算两个圆心的距离，则二倍的这个距离就为所求的点的同心度误差。该方法可在机械零件的有限元分析的结果中提取出点的同心度误差，检测其是否满足要求，从而判断出机械零件在实际工况下的变形对机械零件功能的影响。在机械产品的初始设计阶段，采用本方法可显著降低开发周期，提高经济性。
如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、DVD、flash存储器等。
这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (1)

1.一种用于提取机械产品点的同心度误差的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，运用三维建模软件建立零件的实体模型；
步骤2，以步骤1建立的实体模型为基础，建立被测机械产品在复杂工况下的有限元模型，进行有限元计算，得到被测机械产品变形后的有限元模型；
步骤3，在有限元软件中测量变形后的有限元模型中基准圆上所有节点的坐标，拟合基准圆方程，并确定基准圆圆心A坐标；
步骤4，测得基准圆外圆上所有节点坐标，拟合外圆方程，并确定外圆圆心B坐标；
步骤5，计算两个圆心A和B的距离，将二倍的这个距离作为所求点的同心度误差。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090171491A1 (en) * 2007-12-31 2009-07-02 Karl Lee Borneman Rotor Assembly System and Method
CN103267507A (zh) * 2013-05-10 2013-08-28 西北工业大学 基于有限元分析提取机械结构平面的平面度误差的方法

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Non-Patent Citations (1)

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Title
黄香云: "冲压件质量检测设备结构仿真研究", 《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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