面向数控机床有限元分析的CAD/CAE集成技术研究

摘要

在机床整机及其主要结构件的有限元分析过程中，分析信息的重复输入及非智力操作占用了大量时间。随着CAD、CAE系统在机床设计领域的广泛应用，将CAD、CAE系统信息集成，实现机床有限元分析的自动化、智能化成为工程师的普遍要求。本文结合机床有限元分析的过程及特点，以实现机床快速高效的有限元分析为目标，系统研究了CAD/CAE集成、分析特征建模、机床快速有限元分析系统等关键技术问题，取得如下研究成果：
　　 (1)提出了基于分析特征的CAD/CAE集成方法。该方法以分析特征作为信息载体，通过分析特征建模、分析特征与APDL映射实现CAD、CAE系统之间的信息传输。
　　 (2)在对机床典型结合部等效建模方法研究的基础上，结合机床有限元分析过程所需信息，构建了分析特征面向对象模型，并创建了交互式分析特征定义知识库。
　　 (3)深入研究了应用APDL实现机床在ANSYS中自动化分析的方法，建立了分析特征与APDL的映射关系，并创建了分析特征与APDL映射知识库。
　　 (4)以SolidWorks为二次开发平台，采用VB.NET开发工具开发出机床快速有限元分析系统。系统界面友好、操作方便，已在机床的有限元分析中得到成功应用，显著提高了机床分析的效率。