[发明专利]一种机床大件的热变形仿真分析与建模方法

摘要

本发明公开了一种适用于机床大件的热变形仿真分析与建模的方法，包括对机床大件的热变形仿真分析与热变形建模方法；所述机床大件的热变形仿真分析方法是基于通用有限元分析软件Ansys进行的，并在发明中详细阐述了运用“间接法”进行热‑结构耦合分析的具体步骤；所述机床大件的热变形建模方法，包括在有限元分析完成后，根据提取出的需要建立热变形模型位置处的热变形结果以及按照一定规则在机床大件预先选定位置处所提取的特定方向的热变形结果，利用多项式拟合及多元线性回归的方法，建立机床大件上确定位置处的热变形的数学模型。

主权项

一种机床大件的热变形仿真分析与建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，采用间接法进行热‑结构耦合分析，选择适用于间接法进行热‑结构耦合分析的单元；所述的间接法是指，Ansys提供的一种热‑结构耦合分析方法，这种方法要求首先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加在结构应力分析中，本热变形仿真分析方法是基于间接法建立的；步骤二，对机床几何模型进行简化，去掉机床大件的热变形有限元分析影响较小的结构，如小的倒角、圆角、小孔等细小结构；步骤三，将机床几何模型导入Ansys中，添加材料属性；步骤四，热载荷的施加，包括热源的施加、环境温度设定、机床表面传热系数的设定以及接触位置的热阻定义；步骤五，按照上述步骤定义完成后首先进行热分析求解；步骤六，热分析完成后，保存热分析结果文件；进行单元的转换，将热单元转换成对应的结构单元；删除热分析中定义的接触热阻；定义约束，以及设置接触面处的刚度、阻尼；载荷的施加，将热分析结果文件作为载荷施加到结构分析中；步骤七，进行机床结构应力分析，得到有限元分析结果；步骤八，提取有限元分析结果，包括在有限元分析完成后，确定机床大件上需要建立热变形数学模型的位置并提取热变形结果，以及按照一定规则在机床大件上预先选定位置并提取其特定方向的热变形结果。