Моделирование процесса работы оптической лазерной головки
Для получения наглядного примера работы оптической лазерной головки, смоделируем координатные оси, на которых закреплена лазерная головка в программе SolidWorks 2009. Полученную модель рассчитаем в программном пакете ANSYS Workbench.
Создание первоначально модели
Модель создаем в SolidWorks 2009. На рисунке 11 изображена полученная модель.
Рисунок 11- Модель для расчета
Расчет первоначальной модели в ANSYS
Созданную модель (рис.11) при помощи системы автоматизации проектных работ (САПР) SolidWorks, импортируем в программу ANSYS Workbench (рис.12).
Рисунок 12- Импортированная модель
На рис.12 изображена первоначальная модель конструкции. Будем рассчитывать каждую координатную ось по отдельности, и смотреть результаты расчетов. Исходя из этих расчетов, будем модернизировать нашу конструкцию для уменьшения перемещения.
Для начала рассчитаем нижнюю координатную ось. Импортируем в программную систему конечно-элементного анализа ANSYS Workbench и разбиваем на сетку (рис.13).
Рисунок 13- Конечно-элементная модель
На данном рисунке изображено разбиение координатной оси на сетку. Из рисунка видно, что мы получили 1176706 узлов и 655681 элементов.
В качестве материала берем
Далее мы закрепляем нашу координатную ось по упорам (рис.14), на которых расположена наша координатная ось.
Рисунок 14- Закрепление модели
Для расчета приложим момент (рис.15), возникающий на нашей координатной оси, равный 550 Н*м.
Рисунок 15- Приложения момента к модели
Наша модель готова для расчета. Запускаем на расчет и получаем следующие значения (рис.16).
Рисунок 16- Результаты расчетов
На рис.16 представлены результаты расчетов. Как видно из рисунка, мах перемещения возникают по боковым сторонам стола. Они равны 0.035583 мм.
Т
еперь
рассчитаем верхнюю координатную ось.
Импортируем в программную систему
конечно-элементного анализа ANSYS
Workbench
и разбиваем на сетку (рис.17).
Рисунок 17- Конечно- элементная модель
На данном рисунке изображено разбиение координатной оси на сетку. Из рисунка видно, что мы получили 1013318 узлов и 565208 элементов.
В качестве материала берем
Далее мы закрепляем нашу координатную ось (рис.18).
Рисунок 18- Закрепление модели
Для расчета приложим силу (рис.19), возникающий на нашей координатной оси, равный 300 Н.
Рисунок 19- Приложение силы
Наша модель готова для расчета. Запускаем на расчет и получаем следующие значения (рис.20).
Рисунок 20- Рассчитанная модель
На рис.20 представлены результаты расчетов. Как видно из рисунка, мах перемещения возникают по боковым сторонам стола. Они равны 0.019583 мм.
Создание модернизированной модели
Модель создаем в SolidWorks 2009. На рисунке 14 изображена полученная модель. Для модернизации мы добавили дополнительную опору по центру нижней координатной оси и сделали на пару миллиметров толще нашу конструкцию.
Рисунок 14. Модернизированная модель
Расчет модернизированной модели в ANSYS
Созданную модель (рис.14) при помощи системы автоматизации проектных работ (САПР) SolidWorks, импортируем в программу ANSYS Workbench. Рассчитаем модернизированную координатную ось. Импортируем в программную систему конечно-элементного анализа ANSYS Workbench и разбиваем на сетку (рис.15).
Рисунок 15. Конечно- элементная модель
На данном рисунке изображено разбиение координатной оси на сетку. Из рисунка видно, что мы получили 1181290 узлов и 658884 элементов.
В качестве материала берем
Далее мы закрепляем нашу координатную ось по упорам (рис.16), на которых расположена наша модель и приложим момент равный 550 Н*м.
Рисунок 16. Модель для расчета
Наша модель готова для расчета. Запускаем на расчет и получаем следующие значения (рис.17).
Рисунок 17. Рассчитанная модель
На рис.17 представлены результаты расчетов. Как видно из рисунка, мах перемещения возникают по боковым сторонам стола. Они равны 0.018984 мм.