Abstract
The paper presents a methodology for the selection of a solid finite element models for load-bearing systems of machine tools. The technique is based on the analysis of the results of computer simulation of different models of load-bearing systems of three machines with different layouts. The variability of the models is determined taking into account the traction devices and joints in the conjunctions. The traditional approach for modeling the non-ideal joint in the form of elastic elements set is used, despite the fact that modern CAE systems for modeling non-ideal contact in mates offer special contact finite elements. The conducted computational experiments demonstrate that the most accurate model is obtained by using models of traction devices and joints. In this case, the computational model requires significant computational resources. It is found that the exception of the design model of the bearing system of the machine traction devices can lead to an increased modeling error in static problems up to 25 %. The results of modal and dynamic calculations are more resistant to changes in the design model of the machine, as the error of the design parameters does not exceed 10 %. In addition, the computational models of tightened joint, with a stiffness of more than N/m, are not much different from models with ideal contact. It is shown that with an acceptable 25% modeling error, it is preferable to use a computational model of the load-bearing system without taking into account the non-ideal contact and traction devices
Highlights
Представленных на рис. 3 и рис. 4, диапазоне частот вращения шпинделя от 0 до результатах моделирования максимальная вели- 3000 об/мин черновая обработка может быть речина динамических перемещений элементов не- ализована приблизительно с одинаковой шерохосущей системы станка не превысила 50 мкм, что ватостью независимо от применяемых в моделихорошо укладывается в диапазон шероховато- ровании моделей несущей системы станка
Zhao L., Diao G., Yan P. et al A gene recombination method for machine tools design based on complex network // Int J Adv Manuf Technol
The paper presents a methodology for the selection of a solid finite element models for loadbearing systems of machine tools
Summary
Что исключение из расчётной модели несущей системы станка тяговых устройств может приводить к увеличенной погрешности моделирования в задачах статики до 25 %. В работе [15] предложен новый метод многокритериальной оптимизации проектирования, направленный на улучшение статических и динамических характеристик элементов несущей системы станка, а также снижение их массы. В работе [20] представлен известный подход, в котором решается задача параметрической оптимизации несущей системы станка, представленной конечно-элементной моделью. В работе метод конечных элементов использован для моделирования несущих систем станков и общего рабочего пространства. При этом авторы использовали твердотельные элементы (Brick element) как для моделирования несущих систем станков, так и общего рабочего пространства. Решение данной проблемы связано с тем, шение задачи оптимизации несущей системы что с одной стороны проведение конечно-элестанка по совокупности критериев, при этом ре- ментного анализа характеризуются существеншение задачи оптимизации выполняется с ис- ными затратами вычислительной мощности. На первом этапе исследований был разработан план проведения вычислительных испытаний (табл.1)
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
