基于NX NASTRAN采煤机牵引部关键零件参数化设计与分析系统

摘要

采煤机是一个复杂的机电液一体化机械系统，采煤机零件的负载特性比较复杂，对这些零件的设计和分析是采煤机研发的重要环节。目前我国采煤机设计方法较为传统，设计过程智能化程度不高且对经验公式的依赖性较大，尽管企业已经开始应用CAD、CAE软件等现代设计手段，但是仅仅停留在CAD建模、CAE分析的软件应用初级阶段，未能将建模、分析、优化等设计过程集成，严重制约着采煤机设计效率和质量。为解决上述问题，促进采煤机设计向数字化、集成化、智能化方向发展，提出将参数化思想引入到采煤机设计和研发过程中，提出了将建模、分析、优化集成的解决方案，通过研究参数化建模关键技术、参数化CAE分析关键技术、参数化优化设计关键技术，利用NX二次开发技术，参数化CAD建模技术、参数化CAE分析技术等计算机编程技术，设计并开发了基于NX的采煤机牵引部关键零件参数化设计与分析系统。 研究了基于 NX的参数化建模关键技术，确定了基于尺寸驱动的参数化建模方法及实现过程，开发了采煤机牵引部关键零件参数化CAD建模子系统，使设计人员能够在交互界面中修改尺寸参数快速创建零件的三维模型。 借助NX的Journal日志工具，获取了CAE参数化分析的接口函数，开发了采煤机牵引部关键零件参数化CAE分析子系统，能够实现采煤机牵引部关键零件的静力学分析、模态分析、瞬态分析、疲劳分析及频率响应分析。设计人员无需精通CAE软件，只需要在交互界面中设置或修改网格参数、材料参数、载荷大小等参数，系统就可以自动调用 NX NASTRAN 解算器对模型进行有限元分析。 利用 NX的自带解算器，通过获取优化设计所需的接口函数，开发了采煤机牵引部关键零件参数化优化设计子系统，设计人员只需要设置或选择少量参数，系统即可通过迭代解算求得满足设计目标的最优设计变量值。 研究了CAD建模、CAE分析及优化设计的集成方法，确定了集成接口函数，开发了基于 NX NASTRAN 采煤机牵引部关键零件参数化设计与分析系统，实现了在NX环境中CAD建模、CAE分析及优化设计的无缝集成。提高了采煤机牵引部关键零件的设计、分析和优化效率，增强了企业竞争力，对建立采煤机数字化企业具有一定的促进作用。

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谢爱争

谢修改·

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