机床丝杠进给系统有限元热分析热边界条件修正方法.pdfVIP

第 9期 组 合 机 床 与 自动化 加 工 技 术 NO．9 2013年 9月 M odularM achineTool AutomaticM anufacturingTechnique Sep．2013 文章编号 ：1001—2265(2013)09—0013—03 机床丝杠进给系统有限元热分析的热边界条件修正方法 王万金 ，王 玲 ，刘兴业 ，殷 国富 (四川大学 制造科学与工程学院，成都 610065) 摘要：符合实际的热边界条件是机床有 限元热分析获得准确结果的关键。以龙 门加工中心X向丝杠 进给 系统为例 ．提 出了一种基于实验数据的热边界条件修正方法。该方法利用 Workbench多 目标优 化模块 ，以热边界条件为变量 ，以实验测量得到的丝杠上各点的温度值为 目标 ，对计算得到的热边界 条件进行修正。然后 ，在 ANSYS经典环境 中，以移动热源的形式施加修正后 的边界条件 ，得 出丝杠 进给系统的瞬态温度场。最后 ，从有限元分析结果与实验 结果的对比可以看 出，该方法具有较 高的 准确性和实用价值 。 ． 关键词 ：热分析 ；滚珠丝杠；有限元仿真；热边界条件修正 中图分类号 ：TH16；TG502．15 文献标识码 ：A CorrectionM ethodsofThermalBoundary ConditionsforThermalAnalysisof M achineTools’Ball-Screw FeedingSystem WANGWan—jin，WANGLing，LIUXing—ye，YINGuo-fu (SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China) Abstract：Practicalthermalboundaryconditionsarethekeyforgettingtherightresultsofmachinetools’ thermalanalysis．TakingtheX directionalballscrew feedingsystem ofaGantryM achiningCenterasan example，amethodwhichusesexperimentaldatatocorrectthermalboundaryconditionsgotbythetheory wasproposed．Throughthemethod，thermalboundaryconditionswererevisedbytakingthermalbounda— ryconditionsandexperimentaldataasvariablesandgoalsrespectivelyinthemulti—objectiveoptimization moduleofworkbench．Then，byexertingthecorrectedmovingthermalloads，thetransienttemperature field oftheballscrew feedingsystem wasobtained intheclassicalenvironmentofANSYS．Finally，by comparingwiththesimulationresultandhteexperimentaldata，theaccuracyandvalidityofthemethod wasproved． Keywords：htermalanalysis；ballscrew ；finiteelementsimulation；thermalboundaryconditionscorrection 有限元方法 ，建立 了不 同转速下滚珠丝杠进给系统 0 引言