介绍了用实体模型在复模态空间显示机床整机动位移的原理和方法.并在VC++6.0开发平台上用OpenGL语言开发了相应软件,解决了以往同类软件动画效果不能真实地表现实际机床整机的动态位移情况的难题.
　　OpenGL语言机床整机动态位移的显示对于识别机床动刚度的薄弱环节有着重要的意义.然而,目前的动态显示软件有两点不足:一是采用线框模型,不能清晰地反映零件的动变形和结合面的动位移;二是只能显示实模态空间的动位移,导致动画效果不能真实地表现实际机床的动态位移情况.为此,我们在VC++ 6.0开发平台上使用OpenGL语言开发出了一个界面友好、功能完善、能真实表现机床整机动刚度薄弱环节的软件包,很好地解决了上述难题.通过对一数控铣床的整机性能分析,并对其进行检验,获得了良好的效果.
　　软件的基本原理和实现方法.整机复模态空间动位移的计算模态力法[1]是子结构综合法中的一种.其特点是计算速度快,特别是对整机的重分析速度远优于整机有限元分析以及其它子结构综合方法.经过数年的完善,我们已经可以利用模态力方法计算出整机复模态空间的动位移.
　　机床实体仿真模型的建立和三维变换以往对零件或整机的动态特性(包括模态振型、动力响应等)的动画显示都采用线框模型,难以逼真地反映被分析物体的实际振动情况.本软件使用OpenGL语言中的基本图元GL_POLYGON进行显示,可以显示出具有光照效果的实体模型.而基本图元GL_POLYGON的坐标来自有限元分析时的节点坐标数据.为了寻找薄弱环节,需要从多个方向对模型进行观察,因此我们设计了利用鼠标滑动所发的消息引起模型旋转的程序.OpenGL中有glRotate*()函数,但是在实际运用中,发现运行该函数后,不仅被观察的机床模型本身发生了旋转,而且全局坐标轴也发生了旋转,导致图像不能按用户指定的方式旋转变化.为此,我们舍弃了glRotate*()函数,使用坐标转移矩阵的方法,并设计了Cmatrix矩阵类.每次旋转和平移后,都将全部坐标乘以相应的转移矩阵,这样用户就可以随心所欲地对机床模型进行平移和旋转了.另外,为了使机床在变形时表现出光照的明暗变化,需要在调用OpenGL函数时注意两点:一是绘制GL_POLY-GON图元时要运用glNormal3f()函数为其设置法向中的部分界面显示.
　　通过对微机测控系统的改进后,试验机的试验速度、试验精度和先进程度都得到了提高,并且实现了试验过程的全自动化.操作简便,人机界面友好,能回放曲线和试验结果,整个改造的各项性能指标达到了较先进的水平且实用性强,同时该系统与原系统从性价比上讲,前者远远高于后者.老机新用,可节约大量资金,在生产、科研、教学上有着良好的应用前景.

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