直筒散装水泥车快速化设计与有限元分析的研究

摘要

本研究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。 本研究运用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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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