基于Solidworks机械构件变形形状的可视化实现.pdf

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1、第24卷第1期2011年1月机电产品开崖与刨新Development＆hmovatlunofMm‘him-ry＆El¨tri(-alProductsV01．24．No．1Jan．．2011文章编号：L002—6673(2011)01一103—03基于Solidworks机械构件变形形状的可视化实现薛辰，高彬，贾德礼(中海油田服务股份有限公司，北京lOll49)摘要：提出机械构件变形形状可视化实现的总体方案．采用了非常具有创新性的混合编程。构建变形算法使用Madab实现，而拟合出的构件形状用Solidworks进行绘制，然后进行虚拟实验。通过Ansys分析

2、得到的应变数据模拟实际应变测量数据来验证本系统的可行性。关键词：机械构件；可视化；Matlab编程；有限元分析；虚拟实验中图分类号：TP313；TH-39文献标识码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002—6673．2011．01．041ImplementoftheShapeDeformationinMechanicalComponentsVisualizationBasedonSolidworksXUEChen．GA0Bin．JIADe一“(ChinaOilfieldServicesLimited，Beijing101149，China)Ab

3、stract：Timpaperpresentsvisualizationofmechanicalcomponentstoachievetheshapedeformationoftheoverallprogram．usingaveryinnovativemixofprogramming．buildingdeformationalgorithmusingtheMatlabimplementation，whilethefittedshapeofthecomponentsaredrawnwithSolidworksandvirtualexperimentsana

4、lystsbyAnsyssimulationoftheactualstraindataobtainedbyStrainmeasurementdatatOverifythefeasibilityofthesystem．Keywords：mechanicalcomponents；visualization；Matlabprogramming；finiteelementanalysis；virtualexperiments0引言在

5、T．程中．构件在外力作用下发生的变形不能超过规定的范围，比如镗刀杆．如果在切削力的作用下发生了过大的弯曲变形就会影响镗孔的精度。如

6、果所受载荷不是很复杂的话，就可以通过力学计算来解决这类问题，而且利用有限元分析往载荷很复杂的情况下也能够清楚地知道构件变形后的形状．但是其前提都是要知道载荷的情况。如果构件受到的载倚很难或者无法进行测量．甚至根本不能确定构件受到什么载衙作用．就无法通过力学计箅或有限元分析的方法得到构件受力变形后的形状。因此希单能够建立一个测试系统来监测构件在未知外载衙作用F发生变形后的形状。因此希望建立这样一个系统：首先通过利用应变片测皱杆类构件上一系列点的应变：其次利用应变和变形的关系通过数学计算得到构件变形后的形状；最后利用计箅机将其町视化。这样就能够红载倚未知的情

7、况下测得构件变形后的形状．也可以红构件受到动载荷作用时实时或半实时的了收稿日期：2010-11—06作者简介：薛展(1976一)，男．北京人。工程硕士。程师。主要从事石油机电设备设计方面的工作。解到构件的形状变化。1构建变形可视化方案本文首先通过利用应变片测量杆类构件上一系列点的应变；其次利用应变和变形的关系通过数学计算得到构件变形后的形状；最后利用计箅机将其可视化。这样就能够红载荷未知的情况F测得构件变形后的形状．也可以在构件受到动载荷作用时实时或半实时的了解到构件的形状变化。整个系统的结构如图l所示。实际采用的结构如图2所示。之所以采用虚拟试验的方式

8、。是因为应变电测及其数据采集已经是非常成熟的技术．对于方案而言．其意义不大，无非是得到具体的应变值和变形值，并代入程序验证箅法是否成立。而通过Ansys有限元分析也可以达到同样的目的．并且因为有限元分析时采用的模型比较简单。主要是一些梁之类的杆件．因⋯l匮圈l形状检测系统的结构”。黝“7卜_叫玉至互业扎{lI：Il：：∑：：那¨状”，J、靠纨圈2本文对形状检测系统进行仿真时采用的结构103q《n口自*此其结粜日信度很高口『以代替实际的应变采集试验。井n奉文编制的程序预留了接12在实际应用时只需要根据试验转口的不同添加相应的采集程序就行丁。为了吏≈机械构件

9、变形形状的可视化．可“通过利用现有的绘阁歧编程软件来完成。通过Ⅻ得的变形掏件表面