基于三维软件的锚杆机试验台的设计和应用

    3．4应力、应变分析
   
    这里主要对关键部件主轴进行应力和应变分析。主轴的变形会影响机械正常运转和寿命，利用SolidWorks软件中Cosmosxpress插件进行应力应变分析，看最大变形量是否满足精度要求，最大应力是否满足材料要求。若不满足或余量过大可利用该软件尺寸驱动的特点进行设计修改。下面仅以主轴为例介绍分析过程。
   
    打开solidworks软件中cosmosxpress插件，根据锚杆机主要技术参数和主轴机械性能要求，确定主轴的材质、约束和载荷等基本的分析参数。依照插件的提示，单击下一步按钮，直到运算分析和显示结果。如图4所示。
   

    应力、应变等计算结果，以彩色图片形式输出，并附有对应数据，如图6和图7所示。
   
    第一个分析结果是安全系数，该系数是材料的屈服强度与实际应力的对比值。Cosmosxpress使用最大的应力标准来计算安全系数。其安全系数是6．43。考虑到扭应力，此系数不是很高。如果分析扭应力，必须使用cosmos works插件，此处不再叙述。由图6中的应力分布可知，材料的屈服应力是2．206 e+108(N／M2)，即机械工程常用的表示方法是220 MPa；实际发生的最大应力是3．429 e+107(N／M2)，即机械工程常用的表示方法是34．29MPa，显然远小于220 MPa的屈服应力，完全可靠。如若应力计算结果超出材料允许值或变形超出精度要求范围，利用其参数化设计的特性可以很快修改其结构尺寸并重新计算。
   
    由图7的应变结果图可以看出，红色区域变形最大，其最大值是1．212 e-10 mn，即为0．012 12mm，也在主轴的精度范围之内。

    3．6机构仿真及运动分析
   
    机械产品的虚拟装配设计与运动仿真，是在计算机构成的虚拟环境中，进行机械产品的装配，并通过计算机动画技术对其进行运动模拟。
   
    此过程是通过Cosmos／motion软件来完成的，具有优化性、经济性、安全性和可视性等特点，从而及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题。
   
    根据锚杆机试验台实际运动工况，对相关运动副加以约束，实现机构真实的运动仿真，进行动态干涉检查。同时输出速度、加速度、位移、力矩等的曲线图，输出机构运动的影视文件。
   
    3．7二维工程图转化
   
    初步结构设计完全满足要求后，SolidWorks可以利用已建立的装配体模型生成二维工程图。
   
    4结语
   
    在新产品开发和设计过程中，对锚杆机试验台进行产品的仿真设计和实际工况下的仿真分析，可以大大提高设计效率，同时避免了试制过程中大量的设计更改，保证了设计质量。这不仅显著缩短了新产品的开发周期，还大大降低了设计成本，大大提高了企业的产品设计能力，增强市场竞争力。SolidWorks公司的宗旨就是让参与产品开发的每个人都能发挥3D的为例。SolidWorks公司是第一家开发出既易学，价格又适中的强大3D机械设计软件的公司。今天，SolidWorks软件在实际用户数量、客户满意度和销售方面均是主流市场上排在世界第一的3D设计软件，是全球主流的三维设计软件。