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單螺桿智能制造 | 設計與工程選項

面臨的挑戰(zhàn):
來自??怂箍档慕鉀Q方案:

螺桿是在長軸上具有螺旋槽的一種特殊零件,這種零件廣泛應用于注塑機,加工中心,數(shù)控車床,磨床,精雕機,線切割等加工設備上。以注塑機為例,它的作用是對塑料進行輸送、壓實、熔化、攪拌和施壓。所有這些都是通過螺桿在料筒內(nèi)的旋轉來完成的,作為旋轉運動的主要構件,典型的注塑機螺桿分為三段:

①加料段,此段螺旋槽較深,需要產(chǎn)生足夠的壓力,負責預熱與塑料固體輸送及推擠,使塑料在進料段結束時開始熔融;

②壓縮段,此段螺旋槽漸縮,使塑料母料加快熔融。壓縮比的設計很重要;

③均化段,此段螺旋槽深度為固定值,使塑料母料繼續(xù)熔融并均勻擠出熔化塑料母料。

因此螺桿的結構即承擔了對作用力的控制,也承擔了對運動速度甚至是精度的控制,其結構優(yōu)化設計十分重要,完成結構優(yōu)化的螺桿可以使此類設備可以在同等能耗情況下,以最優(yōu)的行程和效率完成同等或者更好的加工質(zhì)量。

結構優(yōu)化模塊

利用海克斯康的一些軟件的聯(lián)合仿真,可以完成螺桿結構的優(yōu)化。其思路是由Apex完成前處理及基本的線性分析功能,然后將數(shù)據(jù)傳遞給Nastran做最后的數(shù)據(jù)分析,完成結構優(yōu)化。

Apex結構包是一個集成的有限元求解器,它為用戶提供了線性結構分析的功能(不久,還可以實現(xiàn)非線性的分析功能)。這款獨特的求解器具有衍生性的架構,它包含了計算部件和計算裝配體的技術,使得用戶可以完成交互式的和增量式的分析?,F(xiàn)在,Apex提供了4種類型的線性分析,分別是:線性靜態(tài)分析,線性屈曲分析,正則模態(tài)分析以及頻率響應分析。

建模器中的用戶界面和求解器相結合給使用者帶來了獨特的能力,當有限元分析模型準備好進行分析之前,可以利用Apex來進行交互式的和增量式的驗證。根據(jù)客戶的要求,一系列的求解器檢查可以通過對個別的部件和裝配體的檢查來完成,并且模型診斷的結果會顯示在分析準備面板上。這種增量驗證的方法與前后處理器和求解器分開的傳統(tǒng)方法相比是一種創(chuàng)造性和智能化的革命。


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