基于SolidWorkS的基座有限元分析

    抛光台是CMP(化学机械抛光)设备中重要部件，抛光台精度对CMP设备至关重要。三个抛光台都安装在基座上(如图1所示)，因此有必要对基座进行有限元分析，观察它的应力应变分析图，检验其是否符合设计要求。另一方面基座体积大，考虑成本因素，是否可以在不影响性能指标条件下增加减重孔，从而降低成本，因此有必要进行基座结构的优化设计。

    图1 基座安装图

    基于C0SM0SWorks是SRAC推出的一套强大的有限元分析软件，它是完全整合在中的设计分析系统，提供应力、应变、频率、热量和优化分析。为设计工程师在的环境下，提供比较完整的分析手段。依据先进的快速有限元技术，工程师能非常迅速地实现对大规模的复杂设计的分析和验证，并且获得修正和优化设计所需的必要信息，缩短了设计所需的时间，提高了设计质量和降低了设计成本， 是目前广为流行的CAE软件。

    本文运用中COSM0sworks模块进行有限元分析，为结构优化提供重要的依据。

1 有限元分析

    采用仿真设计基座，其流程如图2所示。

    图2 基座有限元分析流程图

1.1 建模

    与一般的CAD软件相同，提供了强大的实体模型生成功能。利用它完全可以建立用户想得到的模型。在进行有限元分析时，要求分析的零件应尽量简化， 以便大大减少计算机的计算时间、节约计算机资源，所以我们将基座的结构在满足力学的条件下进行简化。基座的材料为HT250。

    1.2 网格化有限元模型的建立

    网格化就是对建立好的实体模型进行网格划分，从而建立其有限元模型，它是使用对零件分析时最重要一步。

    COSMOSWorks分析从零件或装配体模型的几何体开始。几何体必须能够被正确、适度小的有限元所划分。对于小的概念，并不是指它的单元尺寸，而是表示网格中单元的数量。对网格的这种要求，有着极其重要的含义。必须确保CAD几何体的网格划分，并且通过所产生的网格能得到正确数据，如位移、应力、应变、温度分布等。

    对基座进行网格划分，网格划分以后的模型如图3、4所示。

    图3 无减重孔基座的网格划分图

    图4 有减重孔基座的网格划分图