基于UG一种翻台机构的CAE分析
摘要：本篇文章翻台机构为四杆机构，通常以双摇杆机构偏多，也就是本篇文章所研究的对象，常用来作为造型机的用来翻模的机械部分。工作原理：连架杆部分做圆周运动，通过摇杆的带动下放到起模台上，然后上翻将模具脱模。随着现今社会飞速发展，机械化全面取代人工，机器工作时间效率大大提升，对于机器本身强度要求相应提高。本篇文章对于四杆翻台机构研究讨论，用UG进行实体建模与参数化建模，构建四杆机构。然后进行有限元分析，将本机构分解为若干小块，称之为有限元的子系统。总结整理得到的结果。
关键词：UG建模；仿真；有限元
第一章绪论
1.1课题提出的背景
工业革命以来，德国对连杆机构进行了深入的研究，并且得到了巨大的成就，同时在此领域做出来巨大的贡献。他们始终领先。改革开放以来，计算机技术飞速发展，随着计算机技术的发展，连杆机构在生产实践中的应用取得了新的突破，借助计算机的应用，我们对于四杆机构的研究又有了很大的进步，关于四杆机构的分析已进行了一个不少问题研究主要工作。虽然四杆机构技术已经非常成熟，但依旧没有完善，而且四杆机构的应用非常广泛，主要是因为它简单且结实耐用。因此，四杆机构在机构领域中一直都占领这研究重点。
此次研究的翻台机构就是平面四杆机构，其因不易磨损，承载能力高，制造简便，运功形式多种多样，故在机械制造、模具冲压中得到了各类应用。本篇文章主要以震实式造型机工作台翻转机构为主要实例进行研究。[[[] 岳彩虹。机械模具数控加工制造技术及其应用研究[J].河北农机，2019（12）.]]
虽然世界已经进入信息化时代，但是制造业对于一个国家来说，依旧是命脉，是基础。它可以支撑起一个国家的经济，人民生存需要它，国家运转也需要它。现阶段，人民的生活水平提高了，人们对于生活质量的追求也提高了，现在面临的问题是，人类越来越不满足于现状，对于现有的科技一直处于不满足的状态，就督促着市场不断推出新的产品，越来越奇特，高科技。例如手机的更新换代，从之前的好几年前进一步，到现在一年出好几部新品。市场的竞争激烈异常，随之而来的是价格战，差异战，供求决定价值，目前而言，谁能更快的创新，谁就能得到金苹果。特别是进入信息化时代后，市场进入了全球化趋势，你所要与之竞争的不仅仅是身边的人，可能在千里之外，目之无法及，比如淘宝、京东这些网购渐渐有取代实体经营的趋势。当然，创新也不是那么容易的，千年前，我们的老祖宗创造出一样新东西出来后，问问要花几百倍于创造它出来的时间去打磨、去推敲，最后才会投入使用，例如造纸术，发明于西汉，却到唐朝才趋于成熟，其中艰辛可见一斑。现在在需求的引导下，人们为了在市场中生存不得不将产品的研发周期大大缩短，并提高公司产品服务质量，创造优良的性能价格，在竞争一决雌雄。而如何缩短周期是一大难题，这时候计算机仿真技术的应用的出现就显得尤为重要。
计算机仿真技术（ Computer Imation Technology ），别称为网络虚拟实验样机生产技术（ Virtual Prototype Technology ），是20世纪以来迅速发展起来的一项研究计算机系统辅助设计工程技术，简称CAE。计算机模拟技术具有风险低、性价比高、重复性的优点，没有受气候的干扰、也不受地点和时间的限制。被称为人类了解自然、改变自然除了理论推导和科学实验之外的第三种手段。[[[] 孙文龙.机械设计制造及自动化的设计原则与发展趋势[J].黑龙江科学,2020,11(08):142-144.]]
1.2课题研究的方法
1.2.1建立数学模型
模拟仿真就是用信息技术研究现实模型。所以定量描述非常重要，换句话来讲就是要有完备的数学模型体系。模型本身出生于世间，就是这个世界的投影，大千世界，纷繁复杂，所以模型的本质就是复杂的、多变的；世界是没有固定形状的，比如说风、林、火、山、阴、雷，万事万物形态各异，模型从此衍生出来，又因为模型是物质的，所以它可以有随机性，也同样有确定性；世界是变化的，也是不变的，其中时间最为显著，它不断前行又永恒不变，所以模型也是禁止的和运动的；世界分为微观和宏观，所以模型也有微观和宏观。
1.2.2 仿真计算
仿真计算通常用常微分方程、 传递函数对连续的系统进行描述，有时也用偏微积分对其进行描述。由于几乎不可能获得这些方程的分析解决方案， 所以采用数值解法进行分析。
1.2.3仿真结果的分析
通过模拟仿真要想获得真实有效的结果，就必须保持一个严谨的态度，然后对仿真结果多次试验。使仿真结果的科学分析更加便于理解。 在此前提下，能有效的提高企业的效率，对技术人员的劳动强度大大减轻，使产品的设计周期缩减。
至于计算机仿真技术的发展，主要促进了控制和系统工程的发展，使仿真技术得到了广泛应用。此次对于翻台机构的CAE分析，其一能够对于翻台机构本身参数进行采集、归纳，并对其结构进一步完善，对其强度进一步提高。其二，举一反三，通过对翻台机构的CAE分析，进一步熟悉计算机仿真技术，结合有限元，将CAE分析应用到其他机械制造方面。[[[] 于超.机械模具数控加工制造运用与分析[J].农家参谋,2020(07):137.]]
1.3课题完成的主要工作
1.计算分析数据建立模型；
2.运动仿真建立；
3.仿真结果分析；
4.有限元模型的建立；
5.有限元分析，着重点。
目 录
第一章 绪论 …………………………………………………………………… 1
1.1课题提出的背景 …………………………………………………… 1
1.2课题研究的方法 …………………………………………………… 2
1.2.1建立系统数学模型…………………………………………… 2
1.2.2 仿真计算 …………………………………………………… 2
1.2.3仿真结果的分析 ……………………………………………… 2
1.3课题完成的主要工作 ……………………………………………… 2
第二章 翻台结构模型的构建 ……………………………………………… 4
2.1模型构建理论 …………………………………………………… 4
2.2建模 ………………………………………………………………… 4
2.3虚拟装配 …………………………………………………………… 7
第三章 四杆机构运动模型的运动仿真 …………………………………… 9
3.1运动仿真机构理论分析 ……………………………………………… 9
3.2仿真环境的新建 …………………………………………………… 9
3.3对于连杆部件进行定义 ……………………………………………… 10
3.4对于运动副进行定义 ……………………………………………… 10
3.5对于驱动的添加 …………………………………………………… 12
3.6解算方案与求解 …………………………………………………… 13
3.7对于运动仿真的分析 ……………………………………………… 16
3.7.1机构的轨迹显示 ……………………………………………… 16
3.7.2计算机构的行程 ……………………………………………… 19
3.8差异性试验 ………………………………………………………… 20
第四章 四杆机构有限元分析 ……………………………………………… 23
4.1新建仿真文件 ………………………………………………………… 23
4.2对驱动片进行网格划分 ……………………………………………… 23
4.3施加载荷 ……………………………………………………………… 25
4.4求解设计方案并分析结果 ………………………………………… 27
4.5对摇杆的有限元分析 ……………………………………………… 30
结论 ……………………………………………………………………………… 32
致谢 ……………………………………………………………………………… 33
参考文献 ………………………………………………………………………… 34
参考文献
[] 孙文龙.机械设计制造及自动化的设计原则与发展趋势[J].黑龙江科学,2020,11(08):142-144.
[] 于超.机械模具数控加工制造运用与分析[J].农家参谋,2020(07):137.
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