基于VB的液压支架CAD设计平台研究

论文摘要

液压支架是煤矿机械化综采工作面的关键设备，本文在综述国内外液压支架产品研发、应用及设计方法发展现状与趋势的基础上，针对传统设计的不足并结合当前产品设计方法的发展趋势，在VB开发环境下，以Solidworks三维设计软件、Matlab仿真软件和ACCESS数据库为支撑，采用面向对象的设计方法，开发液压支架CAD设计平台。该设计平台由数据库模块、优化计算模块、整体受力分析模块、强度校核模块、三维参数化建模等五个功能模块组成。其中数据库模块包括液压支架的选型，支架技术参数和结构参数的管理和应用，同时还是建模模块、结构分析模块及仿真分析模块联系的纽带；优化计算模块采用Matlab和VB混合编程，以前后连杆受力之和为目标函数，对支架进行优化设计；整体受力分析模块对优化过的液压支架进行结构运动分析和平面受力分析，主要包括梁端距的运动轨迹，瞬心运动轨迹，连杆受力计算，底板比压计算，并将计算结果输出为Excel表格；强度校核模块包含液压元件的校核，实现了对立柱和各个千斤顶的快速强度校核；三维参数化建模模块利用骨架模型，在草图布局中创建块，利用块生成支架零部件，最终生成装配体，实现了整个模型的高度参数化，并根据数据库中的支架结构参数实时更新。通过对ZY8700/17/32型液压支架进行了实例设计，并与传统设计结果进行了比较，表明该CAD设计平台具有一定的参考实用性，该平台同时将数据库管理引入液压支架的设计过程中，对于液压支架零件的标准化设计提供了一种方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 液压支架的研究现状及发展趋势
• 1.2.1 国外液压支架的技术现状
• 1.2.2 国内液压支架的技术现状
• 1.3 选题的意义及研究内容
• 1.4 本章小结
• 2 液压支架设计理论
• 2.1 液压支架用途
• 2.2 液压支架架型分类
• 2.3 掩护式液压支架
• 2.3.1 掩护式液压支架组成
• 2.3.2 掩护式液压支架工作原理
• 2.4 掩护式液压支架运动学分析
• 2.4.1 掩护式液压支架的特点
• 2.4.2 掩护式液压支架的运动学方程
• 2.5 掩护式液压支架运静力学分析
• 2.5.1 掩护式液压支架受力分析
• 2.5.2 掩护式液压支架底座接触比压计算
• 2.6 掩护式液压支架四连杆优化计算
• 2.7 液压支架液压元件校核
• 2.7.1 液压支架立柱和千斤顶简介
• 2.7.2 支架立柱校核原理
• 2.7.3 千斤顶强度校核原理
• 2.8 本章小结
• 3 液压支架 CAD 设计平台总体设计
• 3.1 机械产品设计的流程
• 3.2 支架 CAD 设计平台总体设计
• 3.2.1 设计平台预期目标
• 3.2.2 液压支架 CAD 设计平台构架
• 3.2.3 液压支架 CAD 平台软件流程
• 3.3 软件开发环境和工具选择
• 3.4 设计软件开发需解决问题
• 3.5 本章小结
• 4 液压支架设计平台的实现
• 4.1 数据库模块的设计
• 4.1.1 数据库模块界面设计
• 4.1.2 液压支架数据库的建立
• 4.1.3 支架数据库与 VB 的链接
• 4.2 优化设计模块
• 4.2.1 Matlab 和 VB 的接口
• 4.3 支架整体受力分析模块
• 4.3.1 基本设计思路
• 4.3.2 支架运动分析
• 4.3.3 支架受力分析
• 4.3.4 底板比压计算
• 4.3.5 输出报表
• 4.4 液压元件校核模块
• 4.5 参数化建模模块
• 4.5.1 设计原理和软件界面
• 4.5.2 支架模型三维参数化设计
• 4.5.3 模型设计
• 5 实例与分析
• 5.1 软件界面
• 5.2 数据库管理
• 5.3 优化设计
• 5.4 整体受力分析
• 5.5 立柱千斤顶校核
• 5.6 三维参数化模型
• 5.7 原支架结构参数与优化结果比较
• 5.8 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献