装载机工作装置参数化3D建模及有限元分析

摘要

装载机是工程机械的重要机种之一，在工程建设和土木建设中有着广泛应用，其工作装置设计为装载机设计中的重中之重，在装载机的整机性能中起决定性的作用。传统的分析方法和设计方法已经无法适应现今装载机的快速发展和行业间的激烈竞争，装载机及设备已是集机、电、液一体化；信息、激光等高新技术以及审美艺术于一身的现代机电产品，并且正在向着远距离控制、自动化和智能化等方向发展。正是基于此，本文进行了“装载机工作装置参数化建模和有限元分析”的研究。主要内容如下： ⑴论述特征建模的概念、特点及过程；参数设计的特点、参数化模型；详细介绍基于Pro/ENGINEER二次开发技术的参数化设计。 ⑵以ZL50G装载机为参照对象，通过Pro/E软件进行工作装置零件的建模，并进行约束设计和参数设计，在Pro/E环境下进行虚拟装配，为二次开发生成了三维模型样板。 ⑶采用Pro/E自带的Pro/TOOLKIT模块，以VC++6．0为平台进行二次开发，设计出装载机工作装置三维参数化控制出图系统。将已经优化设计的参数输入该系统，就能自动生成工作装置三维图，实现参数化控制出图。 ⑷对设计好的工作装置进行动态分析检查有无干涉，针对正载和偏载两个工况进行ANSYS有限元结构分析，分析零件在计算载荷作用下的变形及应力分布，结合设计结果以判断零件设计是否合理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究的目的及意义

1.2 基于PRO/E二次开发的发展现状

1.3 系列化产品设计

1.4 软件平台选择

1.5 本课题的意义和主要研究内容

第二章 参数化三维模型样板的建立

2.1 装载机工作装置简介

2.2 参数化对象的产生

2.3 特征建模

2.3.1 特征的概念与分类

2.3.2 基于特征的参数化设计技术

2.4 参数化建模的实现

2.4.1 基于Pro/E的参数化建模

2.5 ZL50G工作装置零部件的三维参数化模型

2.6 小结

第三章 参数化设计

3.1 参数化设计的定义

3.2 参数化设计原理

3.3 约束设计

3.3.1 设计约束分类

3.3.2 设计约束产生过程

3.3.3 工作装置中零件的约束设计

3.4 参数设计

3.4.1 参数分类

3.4.2 工作装置零件的参数设计

3.5 小结

第四章 参数化设计系统的开发

4.1 系统设计思想的产生

4.2 Pro/ENGINEER二次开发技术的参数化设计

4.2.1 Pro/ENGINEER开发工具介绍

4.2.2 Pro/TOOLKIT开发

4.2.3 Pro/TOOLKIT的参数化设计

4.3 装载机工作装置参数化建模

4.3.1 装载机工作装置三维模型参数确定

4.3.2 工作装置三维模型样板建立

4.4 基于Pro/E二次开发的工作装置参数化建模程序

4.4.1 配件模型的参数化设计

第五章 装载机工作装置运动仿真及有限元分析

5.1 装载机工作装置运动仿真

5.1.1 Pro/E仿真与分析模块简介

5.1.2 工作装置的运动仿真

5.2 有限元法简介

5.2.1 有限元法的特点

5.3 ANSYS简介

5.3.1. ANSYS的主要技术特点

5.3.2. ANSYS11.0版本的新特点

5.3.3 软件功能简介

5.4 ANSYS与Pro/E的接口技术

5.4.1 Pro/E与ANSYS的连接方法

5.5 对装载机工作装置进行有限元分析

5.5.1 工况分析

5.5.2 工作装置机构受力分析

5.5.3 动臂有限元分析过程

5.5.4 有限元分析结果

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文