基于ANSYS APDL语言的高速主轴参数化有限元分析方法.pdf

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1、DesignandResea『ch设计与研究基于ANSYSAPDL语言的高速主轴参数化有限元分析方法孙惠娟①殷国富①尹洋①②刘新玲③(①四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065；②西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039；(潍坊职业学院，山东潍坊261041)摘要：将参数化设计与有限元分析相结合，实现复杂模型的结构参数调整、自动生成实体模型并完成有限元分析对于优化产品结构有重要的作用。针对高速主轴进行参数化有限元分析的技术问题，论述了运用ANSYS参数化设计语言APDL进行高速

2、主轴性能静态分析、模态分析和谐响应分析全过程的实现方法。应用实例表明，该方法能有效地预估零件的结构特性，可为结构优化设计提供依据。关键词：APDL高速主轴参数化设计有限元分析中图分类号：TP391文献标识码：AParametricFEAofhigh—speedspindlebasedonAPDLIanguageinANSYSSUNHuijuan①，YINGuofu①，YINYang②，LIUXinling⑨(①SchoolofManufacturingScienceandEngineering，

3、SichuanUniversity，Chengdu610065，CHN；②SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，XihuaUniversity，Chengdu610039，CHN；(~)WeifangVactionalCollege，Weifang261041，CHN)Abstract：Basedontheideaofthestructureparametricdesignmethodinfiniteelementanalysis(FEA)，the

4、eom—plicatedFEAmodelcanbecreatedbyadjustinggeometricparametersandtheprocessofFEAisauto—maticallyexecuted，whichisimportantforoptimizingthestructureofproduct．Aimingthetechnicalproblemofhigh-speedspindleforparametricfiniteelementanalysis，thepaperdiscuss

5、estheimplemen·tationofthewholeprocessofhigh—speedspindlestaticanalysis，modalanalysisandharmonicresponseanalysisusingANSYSParametricDesignLanguage(APDL)．Applicationexampleshowsthatthemeth—odcaneffectivelyestimatethestructuralcharacteristicsofthepartsa

6、ndcanprovidethebasisforstruc—turaloptimizationanddesign．Keywords：APDL；High-speedSpindle；ParametricDesign；FiniteElementAnalysisANSYS是一种应用广泛的通用有限元工程分析何设计或分析属性有控制权，如分析模型的尺寸、材料软件，它对零件进行有限元分析的过程包括：建立分析的性能、载荷、边界条件施加的位置和网格的密度等。模型并施加边界条件、求解计算和结果分析。如果要APDL所具有

7、的功能及全局控制的特性，允许用户按对一个复杂模型进行修改并重新分析，这个过程是相需要改变该程序以满足特定的建模和分析需要。通过当繁杂和费时的，将直接影响设计分析效率。ANSYS精心计划，用户能够创建一个高度完善的分析方案，它参数化设计语言APDL⋯(ANSYSParametricDesign能在特定的应用范围内使程序发挥更大的效率。本文Language)是一门可以自动完成有限元常规分析操作利用ANSYS的APDL语言对高速主轴进行参数化有或通过参数化变量方式建立分析模型的脚本语言，它限元分析，所

8、做的研究与分析结果有效地估计了主轴用建立智能化分析的手段为用户提供自动完成有限元的结构性能，对高速主轴的设计计算部分进行了校核分析过程。APDL允许复杂的数据输入，使用户对任与验证，并对其结构设计的优化具有指导意义。国家科技重大专项课题(2009ZX04001—013)；成都市科技支撑计划课题(09RKYB980ZF一033)·53·通过调用设计计算模块生成的数据建立模型并划分网1高速主轴有限元分析方法格，然后施加载荷和约束，最后进行分析。若分析结果机床高速主轴是一种阶梯轴，具有中空、多支承的不