面向机床热变形瞬态有限元实时仿真
计算工程、金融与科学
2018-11-20 v1 数值分析
系统与控制
数值分析
摘要
无需简化假设的有限元模型能够准确描述机床中热量的时空分布以及由此产生的变形。原则上，这允许校正刀具中心点(Tool Centre Point)的位移并实现高精度制造。然而，有限元模型的计算成本以及商业工具（如ANSYS）中对通用算法的限制阻碍了它们的运行使用，因为仿真必须比实时更快。对于热扩散相对于机床运动较慢的情况，我们引入了一种基于谱延迟校正(spectral deferred corrections)的定制隐式-显式多速率高阶时间步进方法。利用开源有限元库DUNE，我们证明对于由在立于机架的导轨上上下滑动的坯料组成的机床，温度场的完全耦合仿真可以实时进行。
引用
@article{arxiv.1707.03581,
title = {Toward transient finite element simulation of thermal deformation of machine tools in real-time},
author = {Andreas Naumann and Daniel Ruprecht and Joerg Wensch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.03581},
year = {2018}
}