机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备与流程

1.本发明涉及机床整机动态特性优化设计技术领域，尤其涉及一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备。


背景技术：

2.数控机床作为复杂的机电设备，由众多零件与其相互连接的结合部组成，大量研究结果表明，机床整机的刚度与结合部相关，而螺钉连接结合部是机床应用最多的固定结合部之一。
3.相关技术中，螺钉连接结合部的大量存在直接影响机床整机的动态特性，进而影响机床的加工精度，如何准确的模拟螺钉结合部对机床整机动力学特性，建立机床螺钉结合部分析模型已成为机床研究的热点问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备。
5.具体地，本发明实施例提供了以下技术方案：第一方面，本发明实施例提供了一种机床螺钉结合部分析模型的建模方法，包括：建立机床有限元模型；根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
6.进一步地，根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，包括：根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积；根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
7.进一步地，根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。
8.进一步地，在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：将连接件之间的面积、螺纹孔之间的面积、螺钉与沉孔之间的面积进行求和运算，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。
9.进一步地，根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，包括：
根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积，对机床有限元模型进行修订，得到机床螺钉结合部分析模型。
10.进一步地，根据机床工况信息、热载荷信息、热对流交换系数和热辐射信息，确定机床的温度场数据。
11.进一步地，根据机床中各个结构件的重力和机床螺钉结合部的螺钉预紧力，确定机床的静力场数据。
12.第二方面，本发明实施例还提供了一种机床螺钉结合部分析模型的建模装置，包括：建立模块，用于建立机床有限元模型；第一确定模块，用于根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；第二确定模块，用于根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
13.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述机床螺钉结合部分析模型的建模方法。
14.第四方面，本发明实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述机床螺钉结合部分析模型的建模方法。
15.第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述机床螺钉结合部分析模型的建模方法。
16.本发明实施例提供的机床螺钉结合部分析模型的建模方法、装置和设备，通过充分考虑温度场及静力场的耦合作用对机床螺钉结合部的影响，从而获取机床螺钉结合部的真实接触状态，在此基础上对机床动力学分析模型进行重构，可保证机床整机动力学模型有足够高的精度。上述方法，可在机床设计阶段或实际使用中机床过程中直观得到机床螺钉结合部的真实的接触状态，并针对出现的接触刚度问题对现有机床螺钉结合部的布局、预紧力、螺钉规格等进行优化，保证机床整机螺钉结合部具有较高的机床刚度，从而使得机床整机具有较强抵抗动静态力干扰的能力，进而保证机床具有较高的加工精度，大大节省了机床研发的周期，对机床的优化设计、加工、装配等起到了很好的指导作用，减小了机床版本的迭代次数，提高了机床质量和竞争力。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本发明实施例提供的机床螺钉结合部分析模型的建模方法的流程示意图；图2是本发明实施例提供的机床螺钉结合部分析模型的建模方法的另一流程示意图；
图3是本发明实施例提供的确定机床的温度场数据的流程示意图；图4是本发明实施例提供的确定机床螺钉结合部的真实接触状态的流程示意图；图5是本发明实施例提供的确定机床螺钉结合部的真实接触面积的流程示意图；图6是本发明实施例提供的机床螺钉结合部分析模型的建模装置的结构示意图；图7是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.本发明实施例的方法可以应用于机床整机动态特性优化设计场景中，可在机床设计阶段或实际使用中机床过程中直观得到机床螺钉结合部的真实的接触状态，并针对出现的接触刚度问题对现有机床螺钉结合部的布局、预紧力、螺钉规格等进行优化，保证机床整机螺钉结合部具有较高的机床刚度，从而使得机床整机具有较强抵抗动静态力干扰的能力，进而保证机床具有较高的加工精度，大大节省了机床研发的周期，对机床的优化设计、加工、装配等起到了很好的指导作用，减小了机床版本的迭代次数，提高了机床质量和竞争力。
21.相关技术中，螺钉连接结合部的大量存在直接影响机床整机的动态特性，进而影响机床的加工精度，如何准确的模拟螺钉结合部对机床整机动力学特性，建立机床螺钉结合部分析模型已成为机床研究的热点问题。
22.本发明实施例的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，通过充分考虑温度场及静力场的耦合作用对机床螺钉结合部的影响，从而获取机床螺钉结合部的真实接触状态，在此基础上对机床动力学分析模型进行重构，可保证机床整机动力学模型有足够高的精度。上述方法，可在机床设计阶段或实际使用中机床过程中直观得到机床螺钉结合部的真实的接触状态，并针对出现的接触刚度问题对现有机床螺钉结合部的布局、预紧力、螺钉规格等进行优化，保证机床整机螺钉结合部具有较高的机床刚度，从而使得机床整机具有较强抵抗动静态力干扰的能力，进而保证机床具有较高的加工精度，大大节省了机床研发的周期，对机床的优化设计、加工、装配等起到了很好的指导作用，减小了机床版本的迭代次数，提高了机床质量和竞争力。
23.下面结合图1-图7以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
24.图1是本发明实施例提供的机床螺钉结合部分析模型的建模方法一实施例的流程示意图。如图1所示，本实施例提供的方法，包括：步骤101、建立机床有限元模型；具体地，数控机床作为复杂的机电设备，由众多零件与其相互连接的结合部组成，大量研究结果表明，机床整机的刚度与结合部相关，而螺钉连接结合部是机床应用最多的固定结合部之一，其由两相互连接件所形成的平面结合部、螺钉与螺钉沉孔所形成的螺钉
头结合部、螺纹结合部及与这三个结合部相耦合的螺钉组成，螺钉结合部涉及到螺钉规格、螺钉预紧力、螺钉布局等众多方面的影响，其对机床整机刚度影响产生重要的作用，该结合部的大量存在直接影响机床整机的动态特性，进而影响机床的加工精度，因而如何准确的模拟螺钉结合部对机床整机动力学特性，建立机床螺钉结合部分析模型已成为机床研究的热点问题。
25.另外，机床实际使用过程中的机床螺钉结合部的接触状态很难直接观测或检测到，而且有限元分析中关于螺钉预紧力的模拟在静力学分析需定义连接面之间的接触对，此种非线性的接触设置并不适合在线性模态分析中模拟预紧力，从而造成动力学分析时结合面的设置准确性及精度难以保证，使得仿真与实验之间存在较大偏差，同时由于温度场的存在也会影响固定结合部的接触特性，同样会造成结合部动态特性发生变化，导致机床整机的动力学特性发生变化，从而对精确预测及评估机床整机的动力学特性提出了更高的挑战。
26.为了解决上述问题，本发明实施例中首先建立机床有限元模型；可选地，可以对机床各结构件、结合部等进行模型简化，构建机床几何模型系统，在此基础上进行网格划分，对各结构件赋予材料属性，建立机床整机有限元分析模型；可选地，结构件的材料属性参数获取途径可由供应商提供或实验获取，所述材料属性包括弹性模量、泊松比、密度，比热容，热膨胀系数等；可选地，结合部包括但不限于机床螺钉结合部、直线电机结合部、导轨滑块结合部、轴承结合部、丝杠螺母结合部、地脚结合部等；可选地，螺钉结合部包含床身立柱结合部、横梁立柱结合部、导轨床身结合部、导轨横梁结合部等。
27.步骤102、根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；具体地，实际工况下螺钉连接的作用范围有限，其真实的接触状态很难直接观测或检测到。为了解决上述技术问题，本发明实施例在确定机床螺钉结合部的真实接触状态过程中，不仅仅只是获取机床的静力场数据，而且同时也把热力场引入进来，也就是充分考虑到温度对结构场的影响，从而通过对机床的热力耦合分析，可以准确计算出在热力耦合作用下螺钉结合部的作用范围。可选地，在得到机床的温度场数据和静力场数据后，就可以将机床的温度场数据和静力场数据通过云图的方式进行显示，进而根据云图显示结果也就可以形象准确的确定机床螺钉结合部的真实接触状态；可选地，结合部的接触状态包括滑移、黏贴、远场、近场；其中，滑移状态表示两个结构件可以切向运动。
28.也就是本发明在确定机床结合部的接触状态时，不仅考虑到机床受力对于机床结合部的接触状态的影响，还考虑到机床的热力场对于机床结合部的接触状态的影响，即考虑到机床温度场的存在也会影响固定结合部的接触特性，机床温度场也会造成结合部动态特性发生变化，从而基于机床的热力耦合分析，可以精确预测及全面评估机床整机的动力学特性。
29.步骤103、根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
30.具体地，在根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态后，就可以通过确定出的机床螺钉结合部的真实接触状态，对机床有限元模型中的具有较大误差的结合部接触状态进行修正和更新，从而也就构建了准确的机床螺钉结合部
分析模型，使得最终得到的结合部分析模型能够准确表征机床结合部的动力学特性，进而为机床动力学分析模型提供精确的局部特征，减小机床动力学分析模型与实际模型之间的误差。
31.需要说明的是，目前商业有限元分析软件默认是大面接触的，在软件中无法体现结合部的作用面积，而实际螺钉结合部的接触面积是局部接触，此与实际状态不符，不能体现螺钉结合部的作用，从而造成分析结果偏大；因而如何准确的模拟螺钉结合部对机床整机动力学特性，建立机床螺钉结合部分析模型已成为机床研究的热点问题。一方面，机床实际工作过程中，如果不考虑重力和温度对机床的结合部产生的影响，直接进行动力学分析，误差是非常大的。另一方面，动力学分析是在线性状态下做的，但实际情况下，整个机床都是非线性的，把线性的设置作用到非线性里面，是完全体现不到的，这个为做有限元的通用性难题，也就是在线性问题里面，没办法把非线性因素考虑进去，而接触状态属于状态非线性的一种，因而接触状态在线性动力学问题里面没办法考虑。本发明实施例中通过静力场和温度场把真实的接触状态提取出来，即通过非线性静力学分析及温度场分析的耦合作用，把螺钉结合部的接触状态准确体现出来，确定实际状态下螺钉结合部的真实接触面积，作为线性的动力学问题去进行分析，实现了机床螺钉结合部模型的重构，从而也就可以更加准确的实现机床的动力学分析。
32.上述实施例的方法，通过充分考虑温度场及静力场的耦合作用对机床螺钉结合部的影响，从而获取机床螺钉结合部的真实接触状态，在此基础上对机床动力学分析模型进行重构，可保证机床整机动力学模型有足够高的精度。上述方法，可在机床设计阶段或实际使用中机床过程中直观得到机床螺钉结合部的真实的接触状态，并针对出现的接触刚度问题对现有机床螺钉结合部的布局、预紧力、螺钉规格等进行优化，保证机床整机螺钉结合部具有较高的机床刚度，从而使得机床整机具有较强抵抗动静态力干扰的能力，进而保证机床具有较高的加工精度，大大节省了机床研发的周期，对机床的优化设计、加工、装配等起到了很好的指导作用，减小了机床版本的迭代次数，提高了机床质量和竞争力。
33.在一实施例中，根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型，包括：根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积；根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
34.具体地，本发明根据机床的温度场数据和静力场数据，在确定机床螺钉结合部的真实接触状态后，进一步确定机床螺钉结合部的真实接触面积；也就是本发明根据机床的温度场数据和静力场数据，不仅可以用于确定机床螺钉结合部的真实接触状态，还可以用于确定机床螺钉结合部的真实接触面积；可选地，可以将机床的温度场数据和静力场数据通过云图的方式进行显示，进而根据云图显示结果也就可以形象准确的确定机床螺钉结合部的真实接触面积，进而根据确定出的机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积，不仅可以对机床有限元模型中的结合部接触状态进行修正和更新，还可以更加精细的对机床有限元模型中的结合部的接触面积进行修正和更新，从而也就可以为机床动力学分析模型提供更加精确和全面的局部特征，减小机床动力学分析模型与实际模型之间的误差。
35.上述实施例的方法，根据机床的温度场数据和静力场数据，不仅可以用于对机床
有限元模型中的结合部接触状态进行修正和更新，还可以用于对机床有限元模型中的结合部的接触面积进行修正和更新，从而也就可以为机床动力学分析模型提供更加精确和全面的局部特征，减小机床动力学分析模型与实际模型之间的误差。
36.在一实施例中，根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。
37.具体地，机床结合部的接触状态包括滑移、黏贴、远场和近场；可选地，本发明实施例中在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积；而在机床螺钉结合部的真实接触状态为滑移、远场和近场的情况下，可以不进行机床螺钉结合部的真实接触面积的确定，从而不仅可以快速准确的获取部件之间的接触面积，为机床动力学分析模型提供更加精确和全面的局部特征，而且可以减少运算量，提高模型的构建效率。
38.在一实施例中，在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积，包括：将连接件之间的面积、螺纹孔之间的面积、螺钉与沉孔之间的面积进行求和运算，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。
39.具体地，本发明实施例中根据机床螺钉结合部的接触状态，进一步获取螺钉结合部的有效接触面积，进而根据确定出的机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积，不仅可以对机床有限元模型中的结合部接触状态进行修正和更新，还可以更加精细的对机床有限元模型中的结合部的接触面积进行修正和更新，从而也就为机床动力学分析模型提供更加精确和全面的局部特征，减小机床动力学分析模型与实际模型之间的误差。其中，机床螺钉结合部的有效接触面积为螺钉结合部相互耦合作用下真实的接触面积；可选地，螺钉结合部真实接触面积为接触状态下的黏贴状态所围成的面积；可选地，螺钉结合部的真实接触面积可以表征为连接件之间、螺纹孔之间、螺钉与沉孔之间黏贴状态所构成的面积之和，从而实现了机床螺钉结合部的真实接触面积的准确快速的确定。
40.上述实施例的方法，本发明实施例中通过将连接件之间的面积、螺纹孔之间的面积、螺钉与沉孔之间的面积进行求和运算，从而准确的表征了螺钉结合部的真实接触面积，也就实现了对机床螺钉结合部的真实接触面积的准确快速的确定。
41.在一实施例中，机床螺钉结合部分析模型的建模方法，还包括：根据机床工况信息、热载荷信息、热对流交换系数和热辐射信息，确定机床的温度场数据。
42.具体地，本发明实施例在确定机床螺钉结合部的真实接触状态过程中，不仅仅只是获取机床的静力场数据，而且同时也把热力场引入进来，也就是充分考虑到温度对结构场的影响，从而通过对机床的热力耦合分析，可以准确计算出在热力耦合作用下螺钉结合部的作用范围。也就是本发明在确定机床结合部的接触状态时，不仅考虑到机床受力对于机床结合部的接触状态的影响，还考虑到机床的热力场对于机床结合部的接触状态的影响，考虑到机床温度场的存在也会影响固定结合部的接触特性，也会造成结合部动态特性发生变化，从而基于机床的热力耦合分析，可以精确预测及全面评估机床整机的动力学特
性。
43.可选地，机床温度场分析包括分析工况选择、热载荷设置、热对流交换系数的设置、热辐射的设置以及温度场结果提取；其中，机床工况分为快移工况和工作工况，且在每种工况下不同运动轴的运动部件又可位于不同位置；机床热载荷设置的热源由两部分组成：内部热源和外部热源；内部热源主要是支撑轴承、丝杠螺母副、导轨滑块等相对运动产生的摩擦热和电机的电磁损耗生热，其生热量的计算采用相应的生热模型获得；外部热源主要是灯光、电控柜的电阻及电磁生热，其升热量的计算采用相应的生热模型获得；热对流交换系数的设置包含两类，自然对流和强迫对流：自然对流和强迫对流可以通过散热理论模型计算出自然对流和强迫对流换热系数，将换热系数加载到有限元模型的对应位置，以模拟机床与环境的热交换条件；热辐射的设置包含黑体的设置、发射率的设置、灰体等的设置，其中热辐射相关参数设置可由试验获取。
44.上述实施例的方法，根据机床工况信息、热载荷信息、热对流交换系数和热辐射信息，确定机床的温度场数据；从而在确定机床结合部的接触状态时，不仅考虑到机床受力对于机床结合部的接触状态的影响，还考虑到机床的热力场对于机床结合部的接触状态的影响，进而基于机床的热力耦合分析，可以精确预测及全面评估机床整机的动力学特性。
45.在一实施例中，机床螺钉结合部分析模型的建模方法，还包括：根据机床中各个结构件的重力和机床螺钉结合部的螺钉预紧力，确定机床的静力场数据。
46.具体地，本发明在确定机床结合部的接触状态时，不仅考虑到机床受力对于机床结合部的接触状态的影响，还考虑到机床的热力场对于机床结合部的接触状态的影响，从而基于机床的热力耦合分析，可以精确预测及全面评估机床整机的动力学特性。可选地，对机床进行热力耦合分析，热力耦合分析包含静力场分析与温度场分析，从而引入温度对结构场的影响；可选地，机床的静力场分析载荷设置包含机床各个结构件的重力、机床螺钉结合部螺钉预紧力，静力学的各结构件的位置由温度场位置确定，静力场的约束条件由机床支撑地脚的状态确定；可选地，支撑地脚的状态包括弹性支撑与固定支撑两种。
47.上述实施例的方法，在确定机床结合部的接触状态时，不仅考虑到机床受力对于机床结合部的接触状态的影响，还考虑到机床的热力场对于机床结合部的接触状态的影响，从而基于机床的热力耦合分析，可以精确预测及全面评估机床整机的动力学特性。
48.示例性的，本发明的机床螺钉结合部分析模型的建模方法的流程示意图如图2所示，包括如下步骤：步骤201、建立机床整机有限元分析模型；对机床各结构件、结合部等进行模型简化，构建机床几何模型系统，在此基础上进行网格划分，对各结构件赋予材料属性，建立机床整机有限元分析模型；其中，结构件的材料属性参数获取途径可由供应商提供或实验获取，所述材料属性包括弹性模量、泊松比、密度，比热容，热膨胀系数等；结合部包括但不限于机床螺钉结合部、直线电机结合部、导轨滑块结合部、轴承结合部、丝杠螺母结合部、地脚结合部等；螺钉结合部包含床身立柱结合部、横梁立柱结合部、导轨床身结合部、导轨横梁结合部等。
49.步骤202、对机床进行温度场分析；如图3所示，通过包含螺钉连接的机床cad建模，对机床整机进行温度场分析，得到
机床各个部位的温度分布情况；其中，机床温度场分析包括分析工况选择、热载荷设置、热对流交换系数的设置、热辐射的设置以及温度场结果提取；机床工况分为快移工况和工作工况，且在每种工况下不同运动轴的运动部件又可位于不同位置；机床热载荷设置的热源由两部分组成：内部热源和外部热源；内部热源主要是支撑轴承、丝杠螺母副、导轨滑块等相对运动产生的摩擦热和电机的电磁损耗生热，其生热量的计算采用相应的生热模型获得；外部热源主要是灯光、电控柜的电阻及电磁生热，其升热量的计算采用相应的生热模型获得；热对流交换系数的设置包含两类，自然对流和强迫对流：自然对流和强迫对流可以通过散热理论模型计算出自然对流和强迫对流换热系数，将换热系数加载到有限元模型的对应位置，以模拟机床与环境的热交换条件；热辐射的设置包含黑体的设置、发射率的设置、灰体等的设置，其中热辐射相关参数设置可由试验获取。
50.步骤203、对机床进行热力耦合分析；对机床进行热力耦合分析，从而引入温度对结构场的影响；其中，热力耦合分析包含静力场分析与温度场分析；静力场分析载荷设置包含机床各个结构件的重力、机床螺钉结合部螺钉预紧力，静力学的各结构件的位置由温度场位置确定，静力场的约束条件由机床支撑地脚的状态确定；支撑地脚的状态包括弹性支撑与固定支撑两种。
51.步骤204、获取螺钉结合部的接触状态；如图4所示，根据机床热力耦合分析结果及后置处理得到机床螺钉结合部的接触状态；其中，结合部的接触状态包含滑移、黏贴、远场、近场等；步骤205、获取螺钉结合部的有效接触面积；如图5所示，根据结合部的接触状态，获取螺钉结合部的有效接触面积；其中，结合部的有效接触面积为螺钉结合部相互耦合作用下真实的接触面积；螺钉结合部真实接触面积为接触状态下的黏贴状态所围成的面积；螺钉结合部的真实接触面积包含连被连接件之间、螺纹孔之间、螺钉与沉孔之间黏贴状态所构成的面积之和；步骤206、重构螺钉结合部的几何模型；依据螺钉结合部的真实接触面积对分析模型的结合部和结构件进行修改；其中，分析模型结构件包含床身、立柱、横梁、导轨、螺钉等；步骤207、利用重构几何模型进行动力学分析。
52.根据重构后结构件的几何模型对机床整机动力学分析模型进行重新装配；其中，整机动力分析包括模态分析、谐响应分析、随机振动分析等。
53.上述实施例的方法，可以准确计算出在热力耦合作用下螺钉结合部的作用范围，可在设计初期对机床整机的动态特性进行合理的预测和评估，并在此基础上进行螺钉布局、规格等优化改进，为螺钉结合部的合理设计、加工、装配等提供科学依据，从而大幅改善机床整机的动态性能，进而降低研发成本，提升高档数控机床的设计水平，减少版本迭代，使机床获得更高的加工精度，提高机床的市场竞争力。
54.下面对本发明提供的机床螺钉结合部分析模型的建模装置进行描述，下文描述的机床螺钉结合部分析模型的建模装置与上文描述的机床螺钉结合部分析模型的建模方法可相互对应参照。
55.图6是本发明提供的机床螺钉结合部分析模型的建模装置的结构示意图。本实施例提供的机床螺钉结合部分析模型的建模装置，包括：
建立模块610，用于建立机床有限元模型；第一确定模块620，用于根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；第二确定模块630，用于根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
56.可选地，所述第二确定模块630，具体用于：根据机床螺钉结合部的真实接触状态，确定机床螺钉结合部的真实接触面积；根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
57.可选地，所述第二确定模块630，具体用于：在机床螺钉结合部的真实接触状态为黏贴状态的情况下，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。
58.可选地，所述第二确定模块630，具体用于：将连接件之间的面积、螺纹孔之间的面积、螺钉与沉孔之间的面积进行求和运算，确定机床螺钉结合部的真实接触面积。
59.可选地，所述第二确定模块630，具体用于：根据机床螺钉结合部的真实接触状态、真实接触面积，对机床有限元模型进行修订，得到机床螺钉结合部分析模型。
60.可选地，所述第一确定模块620，具体用于：根据机床工况信息、热载荷信息、热对流交换系数和热辐射信息，确定机床的温度场数据。
61.可选地，所述第一确定模块620，具体用于：根据机床中各个结构件的重力和机床螺钉结合部的螺钉预紧力，确定机床的静力场数据。
62.本发明实施例的装置，其用于执行前述任一方法实施例中的方法，其实现原理和技术效果类似，此次不再赘述。
63.图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(communications interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行机床螺钉结合部分析模型的建模方法，该方法包括：建立机床有限元模型；根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
64.此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
65.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的机床螺钉结合部分析模型的建
模方法，该方法包括：建立机床有限元模型；根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
66.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的机床螺钉结合部分析模型的建模方法，该方法包括：建立机床有限元模型；根据机床的温度场数据和静力场数据，确定机床螺钉结合部的真实接触状态；根据机床螺钉结合部的真实接触状态和机床有限元模型，确定机床螺钉结合部分析模型。
67.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
68.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
69.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。