一種吊裝位置確定方法與流程

本發(fā)明涉及吊裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種吊裝位置確定方法。

背景技術(shù)：

采用優(yōu)質(zhì)大理石制造檢驗(yàn)平板和精密機(jī)件，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有四十余年的歷史了。目前，優(yōu)質(zhì)大理石平臺(tái)在許多高精度機(jī)械加工機(jī)床、計(jì)量儀器設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用，如三坐標(biāo)測量儀、長臂測厚儀、fpcb補(bǔ)強(qiáng)機(jī)、激光雕刻系統(tǒng)等智能制造設(shè)備平臺(tái)均采用優(yōu)質(zhì)大理石制造。優(yōu)質(zhì)大理石的硬度高達(dá)hs70(相當(dāng)于hrc51)以上，比鑄鐵高2～3倍，其耐磨性比鑄鐵高7倍以上，常溫下線性膨脹系數(shù)僅有4.6e-6/℃，為一般金屬的1/3，其熱傳導(dǎo)率也僅有一般金屬的1/40，受溫度影響小，大理石還具有不導(dǎo)電、不帶磁性等特性，可滿足一些特殊測量的需要。大理石平臺(tái)按《gb/t20428-2006巖石平板》國家標(biāo)準(zhǔn)制作，有精度高、不扭曲、不損傷工件、硬度高、變形小、不銹蝕的特點(diǎn)。大理石屬于脆性材料，用于智能裝備的大理石平臺(tái)重量重，在加工搬運(yùn)過程中容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，而目前通常根據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)吊裝孔的安裝位置，這種傳統(tǒng)方式不僅不能夠準(zhǔn)確地定位出吊裝孔的最佳安裝位置，造成吊裝過程中因應(yīng)力過大導(dǎo)致出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，而且滿足不了各種復(fù)雜的應(yīng)用需求，例如針對非常規(guī)結(jié)構(gòu)的大理石平臺(tái)，工作人員很可能因經(jīng)驗(yàn)不足而僅憑感覺來設(shè)計(jì)吊裝位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種吊裝位置確定方法，克服傳統(tǒng)的依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)吊裝位置的方式存在的因缺乏理論依據(jù)而導(dǎo)致的難以準(zhǔn)確找出最佳位置的缺陷，避免吊裝過程中因應(yīng)力過大導(dǎo)致出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種吊裝位置確定方法，所述方法包括：

根據(jù)待吊裝平臺(tái)，構(gòu)建其相應(yīng)的數(shù)字樣機(jī)模型；

分析所述數(shù)字樣機(jī)模型在預(yù)設(shè)的載荷條件下的應(yīng)力分布，確定在吊裝位置處于若干不同位置時(shí)的若干應(yīng)力云圖；

根據(jù)所述若干應(yīng)力云圖，確定最佳吊裝位置。

可選的，所述方法中，采用有限元分析技術(shù)分析所述數(shù)字樣機(jī)模型在預(yù)設(shè)的載荷條件下的應(yīng)力分布。

可選的，所述預(yù)設(shè)的載荷條件中的載荷類型包括：對所述數(shù)字樣機(jī)模型施加的重力載荷，以及對當(dāng)前吊裝位置施加的遠(yuǎn)程載荷。

可選的，所述根據(jù)待吊裝平臺(tái)構(gòu)建其相應(yīng)的數(shù)字樣機(jī)模型的方法為：按照所述待吊裝平臺(tái)的結(jié)構(gòu)、材料類型、受力特征構(gòu)建相應(yīng)的三維數(shù)字樣機(jī)模型。

可選的，所述待吊裝平臺(tái)的材料類型包括：大理石、花崗石、鑄鐵。

可選的，所述數(shù)字樣機(jī)模型包括典型結(jié)構(gòu)模型和非典型結(jié)構(gòu)模型。

可選的，所述典型結(jié)構(gòu)模型包括有長通孔平臺(tái)、無長通孔平臺(tái)和長邊凹進(jìn)型平臺(tái)。

可選的，在所述確定最佳吊裝位置的步驟中，對于所述長通孔平臺(tái)，確定其短邊外側(cè)為最佳吊裝位置；對于所述無長通孔平臺(tái)，確定其短邊外側(cè)為最佳吊裝位置；對于所述長邊凹進(jìn)型平臺(tái)，確定其無凹進(jìn)短邊內(nèi)側(cè)為最佳吊裝位置。

可選的，所述若干不同位置包括：所述數(shù)字樣機(jī)模型的長邊外側(cè)位置、長邊內(nèi)側(cè)位置、短邊內(nèi)側(cè)位置、短邊外側(cè)位置。

可選的，所述根據(jù)所述若干應(yīng)力云圖確定最佳吊裝位置的方法為：在所述數(shù)字樣機(jī)模型中包括有長通孔時(shí)，所述若干應(yīng)力圖中，長通孔端部應(yīng)力值最小的應(yīng)力云圖對應(yīng)的吊裝位置為最佳吊裝位置；在所述數(shù)字樣機(jī)模型中不包括長通孔時(shí)，所述若干應(yīng)力圖中，整體應(yīng)力值最小的應(yīng)力云圖對應(yīng)的吊裝位置為最佳吊裝位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有以下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例將可靠性性仿真試驗(yàn)應(yīng)用于大理石平臺(tái)吊裝孔的最佳位置分析，可得到3種典型形狀的大理石平臺(tái)吊裝孔的最佳位置，據(jù)此建立可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，對于其他非典型形狀的大理石平臺(tái)的吊裝孔的最佳位置也可通過可靠性仿真試驗(yàn)確定；通過可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的建立，固化了大理石吊裝孔的最佳位置成果，為大理石平臺(tái)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的吊裝位置確定方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的有長通孔大理石平臺(tái)模型；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的無長通孔大理石平臺(tái)模型；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)模型；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的有長通孔大理石平臺(tái)在吊裝孔位置設(shè)于其短邊內(nèi)側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5所示的有長通孔大理石平臺(tái)在吊裝時(shí)其通孔端部的應(yīng)力云圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的有長通孔大理石平臺(tái)在吊裝孔位置設(shè)于其短邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7所示的有長通孔大理石平臺(tái)在吊裝時(shí)的應(yīng)力云圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的有長通孔大理石平臺(tái)在吊裝孔位置設(shè)于其長邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9所示的有長通孔大理石平臺(tái)在吊裝時(shí)的應(yīng)力云圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的無長通孔大理石平臺(tái)在吊裝孔位置設(shè)于其短邊內(nèi)側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖11所示的無長通孔大理石平臺(tái)在吊裝時(shí)的應(yīng)力云圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的無長通孔大理石平臺(tái)在吊裝孔位置設(shè)于其短邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為圖13所示的無長通孔大理石平臺(tái)在吊裝時(shí)的應(yīng)力云圖；

圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)在吊裝孔位置設(shè)于其短邊內(nèi)側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為圖15所示的長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)在吊裝時(shí)的應(yīng)力云圖；

圖17為本發(fā)明實(shí)施例提供的長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)在吊裝孔位置設(shè)于其短邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18為圖17所示的長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)在吊裝時(shí)的應(yīng)力云圖；

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

可靠性仿真試驗(yàn)主要通過在產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)上施加產(chǎn)品所經(jīng)歷的載荷歷程，進(jìn)行應(yīng)力分析和故障預(yù)計(jì)，從而找出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，提出設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，通過設(shè)計(jì)改進(jìn)提高產(chǎn)品的固有可靠性。因而，通過可靠性仿真試驗(yàn)，可為避免大理石平臺(tái)出現(xiàn)斷裂等可靠性問題提供理論依據(jù)。

有限元分析軟件在靜、動(dòng)力學(xué)分析方面具有強(qiáng)大的功能，非常適合分析應(yīng)力模型的可靠性問題。有限元法的基本理念是使用較簡單的問題代替復(fù)雜的問題候再求解。將一個(gè)復(fù)雜的連續(xù)體求解問題，采用先分后合的方法，將它的求解區(qū)域劃分為有限個(gè)形狀相對簡單的單元所組成的集合體(或稱離散化)，每個(gè)單元之間通過其節(jié)點(diǎn)相互聯(lián)系。對一個(gè)單元假定一個(gè)近似解，然后推導(dǎo)求解區(qū)域總的滿足條件，從而得到問題的解。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，有限元作為一種工程分析工具，在工程技術(shù)領(lǐng)域得到了迅速推廣和廣泛的應(yīng)用，受到越來越多企業(yè)的青睞。

因而，本發(fā)明的核心思想為：運(yùn)用有限元分析技術(shù)，對大理石平臺(tái)進(jìn)行分析，探討在不同形狀情況下大理石平臺(tái)受的應(yīng)力分布，為制定大理石平臺(tái)吊裝孔的最佳位置的可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則提供理論依據(jù)。

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

請參閱圖1，本實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于大理石平臺(tái)的吊裝位置確定方法，包括以下步驟：

步驟s101、構(gòu)建大理石平臺(tái)的三維數(shù)字樣機(jī)模型。

本步驟中，構(gòu)建的三維數(shù)字樣機(jī)模型反映了大理石平臺(tái)的結(jié)構(gòu)、材料以及受力等邊界條件特征。

步驟s102、采用有限元分析技術(shù)分析數(shù)字樣機(jī)模型在預(yù)設(shè)的載荷條件下的應(yīng)力分布，確定在吊裝位置處于若干不同位置時(shí)的若干應(yīng)力云圖。

有限元分析是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個(gè)合適的(較簡單的)近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件(如結(jié)構(gòu)的平衡條件)，從而得到問題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而本步驟中采用有限元分析作為行之有效的分析手段。

本步驟中，可將吊裝位置設(shè)計(jì)在不同位置，如長邊內(nèi)側(cè)、長邊外側(cè)、短邊內(nèi)側(cè)、短邊外側(cè)等，針對不同的設(shè)計(jì)位置分別進(jìn)行有限元分析，獲得該情況下的大理石平臺(tái)的應(yīng)力云圖，該應(yīng)力云圖反映了大理石平臺(tái)上各個(gè)部位應(yīng)力大小。

在有限元分析過程中，需對大理石平臺(tái)施加重力載荷，并對大理石平臺(tái)的當(dāng)前吊裝位置施加遠(yuǎn)程載荷，模擬大理石平臺(tái)起吊過程。

步驟s103、根據(jù)應(yīng)力云圖，確定最佳吊裝位置。

在步驟s102中，針對每個(gè)預(yù)設(shè)的吊裝位置，大理石平臺(tái)都形成有對應(yīng)的應(yīng)力云圖；而應(yīng)力值越小大理石平臺(tái)在搬運(yùn)過程中可靠性越強(qiáng)，因而本步驟中可對步驟s102中獲得的若干個(gè)應(yīng)力云圖進(jìn)行對比分析，確定最佳吊裝位置。

具體地，在大理石平臺(tái)上開設(shè)有長通孔時(shí)，長通孔端部應(yīng)力值最小的應(yīng)力云圖對應(yīng)的吊裝位置為最佳吊裝位置；在所述大理石平臺(tái)上未開設(shè)長通孔時(shí)，整體應(yīng)力值最小的應(yīng)力云圖對應(yīng)的吊裝位置為最佳吊裝位置。

下面將提供一個(gè)實(shí)例來說明上述方法。

本實(shí)例對三種典型結(jié)構(gòu)的大理石平臺(tái)進(jìn)行簡化，得到有長通孔大理石平臺(tái)、無長通孔大理石平臺(tái)和長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)三種模型。對大理石平臺(tái)施加重力載荷和對吊裝孔位置施加遠(yuǎn)程載荷，模擬大理石平臺(tái)起吊過程。數(shù)字樣機(jī)模型分別如圖2、圖3、圖4所示。

下面將采用圖1所示方法，通過3種不同的大理石平臺(tái)、不同的吊裝孔位置進(jìn)行可靠性仿真試驗(yàn)，總結(jié)其應(yīng)力分布情況，為大理石平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

圖5至圖10是長通孔大理石平臺(tái)在不同吊裝位置下的可靠性仿真試驗(yàn)結(jié)果，其中圖5和圖6所示為吊裝位置在短邊內(nèi)側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖和應(yīng)力云圖，圖7和圖8所示為吊裝位置在短邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖和應(yīng)力云圖，圖9和圖10所示為吊裝位置在長邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖和應(yīng)力云圖。由圖5至圖10可得，當(dāng)?shù)跹b位置位于短邊外側(cè)時(shí)長通孔端部的應(yīng)力值最小，因此短邊外側(cè)為此類長通孔大理石平臺(tái)的最佳吊裝位置。由應(yīng)力云圖可知，最大主應(yīng)力小于大理石平臺(tái)的破壞強(qiáng)度7mpa，因此可保證大理石平臺(tái)搬運(yùn)過程的可靠性。

圖11至圖14是無長通孔大理石平臺(tái)在不同吊裝位置下的可靠性仿真試驗(yàn)結(jié)果，其中圖11和圖12所示為吊裝位置在短邊內(nèi)側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖和應(yīng)力云圖，其中圖13和圖14所示為吊裝位置在短邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖和應(yīng)力云圖。圖15至圖18是長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)在不同吊裝位置下的可靠性仿真試驗(yàn)結(jié)果，其中圖15和圖16所示為吊裝位置在短邊內(nèi)側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖和應(yīng)力云圖，其中圖17和圖18所示為吊裝位置在短邊外側(cè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖和應(yīng)力云圖。從應(yīng)力云圖可以看出，對于無長通孔型大理石平臺(tái)，當(dāng)?shù)跹b位置分別位于短邊的內(nèi)、外側(cè)時(shí)，應(yīng)力的最大值差別不大，但從總體分析，短邊外側(cè)的失效概率較小，因此短邊外側(cè)為此類無長通孔型大理石平臺(tái)的最佳吊裝位置；而對于長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)，由于長邊的不規(guī)則性，吊裝位置位于平臺(tái)短邊外側(cè)時(shí)，整體應(yīng)力值增大，因此此類長邊凹進(jìn)型大理石平臺(tái)的最佳吊裝位置為短邊內(nèi)側(cè)。由應(yīng)力云圖可知，最大主應(yīng)力小于大理石平臺(tái)的破壞強(qiáng)度7mpa，因此可保證大理石平臺(tái)搬運(yùn)過程的可靠性。

可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是一個(gè)基礎(chǔ)性的質(zhì)量管理文件，建立并貫徹可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的“直接目的”是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，而“最終目的”是提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，它具有如下現(xiàn)實(shí)的和長遠(yuǎn)的意義，如規(guī)范設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)行為、避免低級(jí)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的發(fā)生、用來檢查設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞、為設(shè)計(jì)評(píng)審提供依據(jù)、促進(jìn)可靠性持續(xù)增長、利于知識(shí)的傳承等。

根據(jù)仿真分析試驗(yàn)結(jié)果，對大理石平臺(tái)的設(shè)計(jì)提出如下設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：

1)有長通孔的大理石平臺(tái)和無長通孔的大理石平臺(tái)，最佳吊裝位置為短邊外側(cè)；

2)長邊凹進(jìn)比較明顯的大理石平臺(tái)，最佳吊裝位置為無凹進(jìn)邊的內(nèi)側(cè)；

3)其它非典型形狀的大理石平臺(tái)，可通過可靠性仿真試驗(yàn)確定吊裝孔的最佳位置。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例運(yùn)用可靠性仿真試驗(yàn)工具，對三種不同類型的大理石平臺(tái)的吊裝孔的不同位置進(jìn)行了分析，得到了以下結(jié)論：

1)將可靠性性仿真試驗(yàn)應(yīng)用于大理石平臺(tái)吊裝孔的最佳位置分析；

2)得到了3種典型形狀的大理石平臺(tái)吊裝孔的最佳位置；

3)通過可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的建立，固化了大理石吊裝孔的最佳位置成果，為大理石平臺(tái)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)；

本文通過以上的分析與探討，制定出大理石平臺(tái)吊裝孔的最佳位置設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，為設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)評(píng)審提供依據(jù)。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。