基于知识的卧式千斤顶智能化设计及有限元分析

摘要

全球化导致的产品需求多样化和新产品短暂的机遇，要求企业必须加快产品的开发，以对客户的需求和新的机会做出快速的响应。本论文以中美跨国公司常熟通润汽车零部件股份有限公司生产的T820033卧式千斤顶为研究对象，对该卧式千斤顶的起重机构的基于知识的智能化设计系统进行了开发研究并在此基础上对该千斤顶进行有限元分析，论文的主要内容如下:
　　论文首先根据卧式千斤顶现阶段的应用情况，对卧式千斤顶的国内外研究概况进行了分析;研究了卧式千斤顶智能化设计过程中所运用到的基本理论:知识的获取、知识的表示及知识的运用;在此基础上，阐述了所运用到的关键技术:三维参数化建模技术、面向对象技术、KBE技术及基于知识的推理技术;根据卧式千斤顶设计的特点，分析了影响卧式千斤顶起重臂的关键参数，并对关键尺寸进行了关联，完成了总体框架的设计;研究了CATIA V5三维建模中的参数化技术及二次开发技术，建立了卧式千斤顶的三维参数化模型，结合CATIA V5软件、Visual Basic编程软件和Access数据库开发了基于知识的智能化设计系统，并以T820033卧式千斤顶为例实现了基于知识的智能化设计;论文还对该卧式千斤顶进行了有限元分析，研究了该千斤顶在不同举升高度时的结构静力学特性，获取了关键部件的应力、位移等仿真结果。主要工作有有限元模型的建立、模型的受力计算、产品的仿真试验与检验，为实现产品开发及优化作铺垫。
　　该设计系统能够帮助开发人员运用已有的实例或规则通过推理选择和设计合理的参数，从而快速的确定方案，缩短产品开发周期，降低开发成本。同时还能将工程中积累的知识和经验提取出来形成知识库，为新产品的开发提供有力的基础。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的背景与意义

1．1．1 课题的背景

1．1．2 课题的研究意义

1．2 千斤顶的概述

1．2．1 千斤顶的分类

1．2．2 千斤顶的国内外发展概况

1．2．3 合作企业的千斤顶设计概况

1．3 基于知识的智能化设计国内外研究概况

1．3．1 国外概况

1．3．2 国内概况

1．4 有限元分析方法在汽车零部件设计中的应用概况

1．4．1 国外概况

1．4．2 国内概况

1．5 课题研究的主要内容

1．6 本章小结

第二章 基于知识的智能化设计及有限元分析的基本理论及关键技术

2．1 引言

2．2 基于知识的智能化设计基本理论

2．2．1 知识的获取

2．2．2 知识的表示

2．2．3 知识的运用

2．3 基于知识的智能化设计关键技术

2．3．1 三维参数化建模技术

2．3．2 面向对象技术

2．3．3 KBE技术

2．3．4 基于知识的推理技术

2．4 有限元分析的基本理论及关键技术

2．4．1 有限元分析的基本理论

2．4．2 有限元模型建立的关键技术

2．5 本章小结

第三章 基于知识的卧式千斤顶智能化设计原型系统的总体框架

3．1 引言

3．2 卧式千斤顶的类型

3．3 卧式千斤顶起重臂尺寸确定

3．4 卧式千斤顶智能化设计系统的总体框架

3．4．1 系统的需求分析

3．4．2 系统功能模块设计

3．4．3 确定系统开发语言

3．4．4 确定系统数据库

3．5 本章小结

第四章 基于知识的卧式千斤顶智能化设计系统的关键技术

4．1 引言

4．2 基于知识的卧式千斤顶参数化建模技术

4．2．1 启动宏录制

4．2．2 起重臂三维参数化建模

4．3 卧式千斤顶知识库建立

4．3．1 建立卧式千斤顶起重臂规则知识库

4．3．2 建立卧式千斤顶零件库

4．4 起重臂推理网络

4．5 基于CATIA V5的次开发技术

4．5．1 CATIA V5二次开发接口

4．5．2 CATIA API接口对象

4．6 数据库的访问技术

4．7 基于知识的卧式千斤顶智能化设计系统运行实例

4．8 本章小结

第五章 卧式千斤顶的有限元分析

5．1 引言

5．2 卧式千斤顶的组成结构

5．3 卧式千斤顶的受力分析

5．3．1 卧式千斤顶的载荷和反力求解

5．3．2 起升过程的受力分析结果

5．4 有限元模型的创建

5．4．1 几何模型的简化

5．4．2 材料

5．4．3 选择单元和划分网格

5．4．4 边界条件和载荷

5．5 有限元分析

5．6 卧式千斤顶样件检验

5．6．1 检验项目与要求

5．6．2 检验依据

5．6．3 检验设备

5．6．4 检验结果

5．7 本章小结

第六章 工作总结与展望

6．1 论文研究工作总结

6．2 论文研究工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文

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