直筒散装水泥车快速化设计与有限元分析的研究

论文摘要

通过分析直筒散装水泥运输车罐体的基本结构,提取罐体的主要结构参数,在UG中运用从上至下装配建模的方法建立了罐体装配的参数化模型,运用由UG二次开发工具UG/Open和Visual C++6.0对UG进行二次开发得到的对话框来获取模型的结构参数,通过修改参数,达到了能够快速生成所需要尺寸的新模型的目的。运用ANSYS对有限元模型进行在自重、静止满载、紧急制动、卸料四种工况下的有限元分析,得到模型在各种工况下的应力分布和变形状况。然后针对模型有限元分析结果,改进模型结构改变部件参数来消除应力集中和变形过大的现象。通过对比改进前后的分析结果,改进后的模型在应力分布、变形状况、自身重量、罐体体积方面效果明显。将基于知识工程（KBE）运用到散装水泥车的设计过程中,利用现存的水泥车结构参数、性能参数和推理方法等建立知识库。在Visual C++6.0 MFC的基础上,用SQL Server 2000存放水泥车的知识库,开发了基于知识工程的散装水泥车智能设计系统,将水泥车的设计、分析和数据管理集成起来,并通过设计事例演示了该设计系统工作过程。通过将基于知识工程的引入到产品设计过程中,相对于传统的设计方法,大大地提高了设计效率,降低了设计人员的工作强度,提高了设计质量,缩短了设计周期。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源和主要任务
• 1.2 课题总体概述
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 散装水泥车的发展现状
• 1.4.1 国外水泥车发展状况
• 1.4.2 国内水泥车发展状况
• 1.5 问题的提出
• 1.6 本文主要的研究内容
• 1.7 解决方案
• 第二章 水泥车的参数化建模
• 2.1 参数化设计概述
• 2.2 参数设计方法分析
• 2.2.1 结构分析
• 2.2.2 驱动参数的提取
• 2.3 罐体参数化建模实现
• 2.4 本章小结
• 第三章 参数化模型驱动
• 3.1 UG应用开发工具
• 3.1.1 UG/Open API
• 3.1.2 UG/Open GRIP
• 3.1.3 UG/Open MenuScript
• 3.1.4 UG/Open UIStyler
• 3.2 二次开发界面设计
• 3.2.1 对话框的生成
• 3.2.2 菜单的生成
• 3.2.3 配置环境变量
• 3.3 二次开发程序的编制
• 3.4 本章小结
• 第四章 罐体的有限元分析
• 4.1 有限元法概论
• 4.1.1 有限元发展状况
• 4.1.2 有限单元法分析过程
• 4.2 有限元分析软件 ANSYS
• 4.3 建立罐体有限元模型
• 4.3.1 建立罐体的几何模型
• 4.3.2 选取单元类型及定义特性
• 4.3.3 网格的划分
• 4.3.4 定义边界条件
• 4.4 罐体有限元分析
• 4.4.1 工况受力分析
• 4.4.2 结构自重工况分析
• 4.4.3 静止满载工况分析
• 4.4.4 紧急制动工况分析
• 4.4.5 卸料工况分析
• 4.4.6 计算结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 罐体结构改进
• 5.1 模型改进方案
• 5.2 改进模型静力分析
• 5.2.1 结构自重工况
• 5.2.2 满载静止工况
• 5.2.3 紧急制动工况
• 5.2.4 卸料工况
• 5.3 模型改进前后比较
• 5.4 本章小结
• 第六章 基于知识工程的直筒散装水泥运输车设计系统开发
• 6.1 KBE技术
• 6.1.1 KBE的定义
• 6.1.2 KBE的内涵
• 6.1.3 KBE技术应用现状
• 6.1.4 KBE设计过程
• 6.2 系统设计
• 6.2.1 设计推理模块
• 6.2.2 性能分析模块
• 6.2.3 知识系统
• 6.3 系统框架程序的编制
• 6.4 系统实例运行
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文