基于 ANSYS Workbench 的保持架柔性夾具的低速碰撞仿真.pdf

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1、2015年7月機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程Ju1．2015第44卷第7期MachineDesignandManufacturingEngineeringV01．44No7DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．07．002基于ANSYSWorkbench的保持架柔性夾具的低速碰撞仿真許海濤，顧文斌，王強(qiáng)(河海大學(xué)機(jī)電學(xué)院，江蘇常州213022)摘要：針對(duì)保持架滾珠裝配機(jī)在實(shí)際工作中由于工作圓盤旋轉(zhuǎn)精度低而導(dǎo)致柔性夾具受到?jīng)_擊的危險(xiǎn)，采用CAE技術(shù)下的ANSYSWorkbench軟件的分析功能對(duì)柔性夾具進(jìn)行碰撞仿真分析，從應(yīng)力應(yīng)變分布圖中判斷其有較大的變形，通過結(jié)

2、構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高其結(jié)構(gòu)剛度。關(guān)鍵詞：保持架柔性夾具；碰撞仿真；ANSYSWorkbench中圖分類號(hào)：TH6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095—509X(2015)07—0007—04汽車座椅是汽車的基本裝置，在汽車中它將人筒等部分組成。把位于夾具偏下位置的夾緊板固體與車身聯(lián)系在一起，直接關(guān)系到乘員的駕乘舒適定在一個(gè)可調(diào)節(jié)的螺柱上，可以調(diào)節(jié)夾具以夾持不性和安全性。保持架是汽車座椅導(dǎo)軌滑塊中常用同長度的保持架；通過調(diào)節(jié)夾持滑塊在燕尾槽中的的部件，目前國內(nèi)的裝配工藝是工人先將滾珠放在位置以及可伸縮螺桿的長度，可以改變保持架平面工作臺(tái)上。再將工件置于其上，用錘子輕輕敲擊以的加工位置；同時(shí)夾

3、持塊部分采取外加套筒的方完成裝配。由于保持架為鈑金件，形狀不規(guī)則且規(guī)式，可以解決不同型號(hào)滾珠的裝配以及裝配深度的格多，大量勞動(dòng)力的使用不僅會(huì)使生產(chǎn)成本提高，變化；設(shè)計(jì)防飛擋板主要是解決轉(zhuǎn)盤工作時(shí)離心加而且操作工長時(shí)間重復(fù)一個(gè)動(dòng)作，非常容易疲勞，速度對(duì)加工精度的影響。考慮到不同規(guī)格的工件勞動(dòng)率低下亦會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。尺寸不同，在設(shè)計(jì)保持架柔性夾具時(shí)設(shè)定其可夾持隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多企業(yè)為了適應(yīng)越來越激工件的尺寸范圍為：寬30mm～50mm，長≤80mm，烈的市場(chǎng)競(jìng)爭，把產(chǎn)品生產(chǎn)模式由單一品種、大批高~<30mm，并可根據(jù)實(shí)際需求更改。利用Solid量改為多品種、中小批量。在產(chǎn)品的生產(chǎn)

4、過程中，Works建立的保持架柔性夾具模型如圖1所示，保裝配是關(guān)鍵的一道工序。柔性裝配系統(tǒng)是通過計(jì)持架實(shí)物圖如圖2所示。算機(jī)把產(chǎn)品制造過程中各工位的控制系統(tǒng)組合起來而形成的高效率、高柔性的裝配系統(tǒng)J，它的技夾持塊術(shù)基礎(chǔ)是裝配技術(shù)、機(jī)電技術(shù)、傳感器技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)。為了適應(yīng)柔性裝配系統(tǒng)的硬件需求，設(shè)防飛擋板計(jì)了保持架柔性夾具。本文以某新型滾珠裝配系統(tǒng)中的保持架柔性夾夾具為研究對(duì)象，利用SolidWorks和ANSYSWork—bench軟件對(duì)保持架柔性夾具進(jìn)行三維建模和低速碰撞過程模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析，給出優(yōu)圖1保持架柔性夾具模型化方案。2保持架碰撞性能分析的理論基礎(chǔ)1柔性

5、夾具簡介保持架碰撞過程屬于沖擊載荷變形和非線性體現(xiàn)夾具柔性的結(jié)構(gòu)由夾緊板、夾持滑塊、套動(dòng)態(tài)接觸的過程，一般持續(xù)0．1～0．2s，并將動(dòng)能收稿日期：2015—06—16作者簡介：許海濤(1992一)，男，江蘇泗洪人，河海大學(xué)本科生，專業(yè)方向?yàn)闄C(jī)械工程專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)?！?·2015年第44卷機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程性形變?yōu)?．129mm，最大應(yīng)力不到150MPa，與優(yōu)持架夾具進(jìn)行建模和分析，并分別運(yùn)用了動(dòng)載轉(zhuǎn)靜化前相比大大減小了危險(xiǎn)性。不同伸出臂長度其載法、瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)法模擬了低速碰撞情況，得到了危險(xiǎn)點(diǎn)的最大應(yīng)力及最大位移，不同的算法所得的它的應(yīng)力變形分布圖，從而找出了原有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存計(jì)算結(jié)果見表

6、1。前兩種計(jì)算方法是以靜載動(dòng)荷在的缺陷；通過對(duì)夾具模型進(jìn)行優(yōu)化，得到了較為系數(shù)擴(kuò)大法模擬沖擊，能夠一定程度上反映塑性破理想的仿真結(jié)果。壞，而瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)模型法通過設(shè)置沖擊力的施加時(shí)在仿真過程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模擬的仿真度具有局間和大小，能夠較精準(zhǔn)地反映低速碰撞。但現(xiàn)實(shí)工限性，比如外載荷以及約束的添加面并不精準(zhǔn)，網(wǎng)況中不僅僅包含單純的沖擊過程，沖壓頭還會(huì)有靜格的自動(dòng)劃分可能會(huì)使結(jié)果并不收斂，不能精力保持，而且力矩大小與電機(jī)本身參數(shù)有關(guān)，因而確反映既有沖擊又有靜載的現(xiàn)實(shí)工況，有待以后進(jìn)不同的計(jì)算方法可以在仿真時(shí)做相互補(bǔ)充。另外一步改進(jìn)。在相同的沖擊加載條件下，瞬態(tài)沖擊比靜載沖擊的破壞更大，若

7、瞬態(tài)沖擊獲得的結(jié)果是安全的，則靜參考文獻(xiàn)：載沖擊獲得的結(jié)果會(huì)更安全_6J。從表1可以看出，[1]紀(jì)?；郏瓵NASYSWorkbench在卡扣裝配分析中應(yīng)用[J]．現(xiàn)代制造工程，2008(8)：48—49，131．優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形都大大減小，結(jié)果令人滿[2]韓春曉，付蕓．基于ANSYSWorkbench的鏡頭跌落仿真分析意。研究[J]．長春大學(xué)學(xué)報(bào)，2013(2)：149—151．表1不同伸出臂長度的危險(xiǎn)點(diǎn)的最大應(yīng)力及位移[3]包守忠．車輛碰撞事故仿真與再現(xiàn)研究[D]．成都：