某下挂式导轨结构中，为保证滑块滑行精度，确保滑块在矩形导轨中滑行时无扭转、偏航等现象，在滑块设计时采用导向滑块结构。导向滑块周圈倒圆角；精加工表面进行倒斜角处理；滑块中间做凹槽，配合导轨设计，保证滑块的导向功能；凹槽尺寸增大有利于滑块导向，但是凹槽尺寸直接影响滑块自身结构的强度，因此，必须对改进后导向滑块的强度进行有限元分析。
       由于在简化结构基础上进行近似解析计算，校核发现结果偏差较大，无法获得较真实的受力分析变形。本文采用CAE软件建立精确导向滑块有限元模型，施加边界条件后用获得导向滑块的仿真分析结果。
       在模型I的基础上加宽、加深凹槽尺寸，建立模型II，模型II的凹槽尺寸和UG模型见图，将模型II的UG模型导入ANSYS ICEMCFD，在ICEM中为模型II划分网格，将模型I和II导入CAE前、后处理软件Patran。由于上述模型针对同一结构不同尺寸的类比仿真，模型材料、边界条件和单元数均设置相同。模型单元均为六面体单元，总单元数不少于62000个，并针对模型进行网格无关性分析。
       导向滑块在导轨中匀速运动时，受静载作用，对导向滑块底部节点创建六自由度的边界条件约束，模拟导向滑块受横向2g，轴向2.5g和法向3g过载时的变形情况和最大应力，其中g=100N。
       选取2个模型中一侧面单元加载，面积为0.000042m2，施加476kPa压强(等同于导向滑块受横向受力200N)，模型I和II横向过载2g时变形、选取2个模型中导向滑块正面单元加载，面积为0．00256m2，施加976kPa压强(等同于导向滑块受轴向受力250N)，模型I和II轴向过载2.5g时变形、应力见图。
       选取2个模型中导向滑块与导轨相接触的单元加载，面积为0.00021m2，施加1428kPa压强(等同于导向滑块受法向受力300N)，模型I和II法向过载2.5g时变形、应力见图。
       为验证瞬态响应对凹槽增大后导向滑块的影响，对滑块受瞬态响应的情况进行仿真。由于滑块在受到瞬态过载时轴向不受约束，只针对横向和法向的瞬态过载进行分析，根据实际工况下的测量数据获得横向和法向过载因数。分别仿真计算模型I和II在工作过程中受横向、法向瞬态过载时的变形情况和最大应力，仿真计算时对模型I和II的底部节点创建六自由度约束。
       根据实际工况数据获得工作载荷，导向滑块的受力在0.000314s内由0增加到2140N。具体仿真时将过载换算为压强，选取模型中导向滑块一侧面单元加载，面积为0.000042m2。对比模型I和II变形情况结果，见图；对比模型I和II应力变化情况结果，见图，加载输入见表。
       根据实际工况数据获得工作载荷，导向滑块的受力在0.000314s内由0增加到2140N。具体仿真时将过载换算为压强，选取模型中导向滑块与导轨相接触的单元对应的上侧单元加载压强，选取导向滑块与导轨相接触的单元加载压强，面积均为0.00021m2，加载输入见表。对比模型I和II变形情况结果见图；对比模型I和II变形情况结果见图。
       考虑到导向滑块受法向过载时应力最大，按超额定负载状态考核凹槽加深后的导向滑块，即对其施加10倍的法向过载．在仿真中，选取模型中后吊耳与导轨相接触的单元进行加载，面积为0.00021m2，施加12857kPa压强(等同于后吊耳受法向受力3000N)。模型II法向过载10×2.5g时变形和应力见图。
       考虑到导向滑块在与导轨接触时理论上会出现线接触状态，以上文中的过载值考核线接触时导向滑块的强度情况，即对其施加10倍的法向过载于单边棱上。在仿真中，选取模型中导向滑块与一侧棱边上的节点加载3000N的力。模型II单边线接触受载10×2.5g时变形和应力见图。

       用MSC Nastran对2种结构的动刚度进行虚拟仿真测试，得出2种结构的动刚度值，有利于降低产品开发周期，降低开发成本，提高工作效率。


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