基于ANSYS的汽车起重机起重臂参数化设计研究

论文摘要

随着现代工程建设的增加,汽车起重机已经成为施工中重要的起重设备,缩短产品结构的设计周期,也已成为汽车起重机现代设计发展中的重要部分。对一个复杂结构进行有限元建模和分析时,所涉及到的参数量多,手工计算繁琐,效率低且易出差错。因此,本文利用ANSYS软件的命令流功能,即ANSYS的参数化设计语言APDL,建立汽车起重机起重臂结构参数化有限元分析系统,实现汽车起重机起重臂的参数化设计过程,在优化汽车起重机结构,提高工作性能,降低其产品开发成本等方面具有一定的理论及实际意义。本文在查阅国内外相关文献的基础上,对汽车起重机实际工作状况进行研究,依据起重机设计规范（GB/T3811-2008）,选取汽车起重机的性能参数、起重臂的结构尺寸参数和载荷参数为特征参数;依据有限单元法基本理论,确定了汽车起重机起重臂结构简化的原则及处理方法,利用有限元分析软件ANSYS,建立了QY20汽车起重机起重臂结构的有限元分析模型;在此基础上,基于ANSYS的二次开发功能,利用参数化设计语言APDL,对QY20汽车起重机的起重臂结构进行参数化建模,并在典型工况下对参数化模型进行了有限元分析,获得了相应的应力分布情况,实现了汽车起重机起重臂的参数化设计过程。根据对比参数化设计模型和利用菜单功能所建模型的应力分布情况和最大应力值,发现二者结果一致,验证了汽车起重机起重臂参数化设计过程的有效性。选取对应型号的汽车起重机进行起重臂的结构应力测试试验,获得了起重臂结构在相应工况下的应力试验结果,结果表明:参数化设计过程符合实际情况;最后,结合VB（Visual Basic 6.0）的界面设计功能,编制程序,实现了汽车起重机起重臂参数化设计过程的可视化,完善了汽车起重机起重臂的参数化设计研究。本文在汽车起重机起重臂结构进行设计时,将参数化设计概念引入到有限元结构分析中,根据调整起重臂的特征参数,实现了自动生成分析模型并完成相应的分析过程,缩减了产品设计周期,达到了起重臂结构参数化设计的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究背景及研究意义
• 1.2 国内外汽车起重机研究现状发展趋势综述
• 1.2.1 研究现状及发展趋势
• 1.2.2 国内外相关研究状况
• 1.3 论文研究目的
• 1.4 主要研究内容及流程
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究流程
• 1.5 本章小结
• 第二章 参数化设计与可视化界面
• 2.1 引言
• 2.2 ANSYS 与参数化设计技术
• 2.2.1 有限元法的思想和发展
• 2.2.2 基于ANSYS 的参数化设计
• 2.3 VB 的可视化设计
• 2.3.1 VB 程序的调用
• 2.3.2 可视化界面设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 汽车起重机起重臂特征参数的提取
• 3.1 引言
• 3.2 汽车起重机结构概述
• 3.3 汽车起重机起重臂载荷分析
• 3.3.1 起重臂在变幅平面承受的载荷
• 3.3.2 起重臂在回转平面承受的载荷
• 3.3.3 起重臂截面平面承受的载荷
• 3.4 汽车起重机起重臂特征参数提取
• 3.4.1 主要性能参数
• 3.4.2 主要载荷参数
• 3.4.3 主要结构尺寸参数
• 3.5 本章小结
• 第四章 起重机力学性能的可视化分析
• 4.1 引言
• 4.2 参数化前处理
• 4.2.1 模型处理
• 4.2.2 选取工况
• 4.2.3 载荷参数处理
• 4.3 可视化分析算例
• 4.4 参数化设计模型与利用菜单功能所建模型的对比
• 4.5 本章小结
• 第五章 有限元计算与试验结果校验
• 5.1 引言
• 5.2 试验说明
• 5.2.1 试验目的
• 5.2.2 试验方案
• 5.3 结构应力试验
• 5.4 有限元计算结果校验
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录A 参数化设计APDL 程序
• 附录B 参数化设计VB 程序
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢