筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法及系统

摘要

本申请实施例提供了一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法及系统。该方法包括：获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；采用控制变量法得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数。

说明书

技术领域

本申请涉及有限元受力分析技术领域，具体而言，涉及一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法及系统。

背景技术

工程机械车上的伸缩式臂架设计计算的方法依据的是起重机设计规范，但也只是有相邻两节臂的搭接量的经验参考值，对于滑块的参数设计并没有相关设计方法，而滑块是搭接处影响应力值的主要因素，优化滑块参数可以有效避免高应力集中区，臂架结构的优化设计具有重要作用。而如何筛选影响受力的主要因素还没有可行的技术方案。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法及系统，可以日高效率及准确性。

本申请实施例还提供了一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法，所述方法包括以下步骤：

获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；

设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；

对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；

采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；

根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数。

可选地，在本申请实施例所述的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法中，所述采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的滑块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据，包括：

保持所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积不变，对所述前下滑块以及所述后下滑块的材质进行变化，获得一组滑块材料影响主臂应力的第一数据；

保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，对所述所述前下滑块以及所述后下滑块的接触面积进行变化，获得一接触面积影响主臂应力的第二数据；

保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，改变所述所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角大小，获得一组所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角影响主臂应力的第三数据。

可选地，在本申请实施例所述的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法中，所述根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数，包括：

根据所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响因素。

可选地，在本申请实施例所述的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法中，所述设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质的步骤包括：

将所述主臂和所述伸缩臂的材料设定为HG70，；

将所述前下滑块和所述后上滑块的材料设定为MC尼龙。

可选地，在本申请实施例所述的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法中，所述对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，包括：

对所述主臂和所述伸缩臂施加自重载荷；

在所述伸缩臂的臂头施加垂直向下的力；

对所述主臂的铰点及油缸铰点施加圆柱面约束并限制铰点平动，并放开铰点转动；

对接触面施加施加绑定接触和无分离接触。

可选地，在本申请实施例所述的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法中，所述伸缩臂模型采用creo三维设计软件建立得到。

可选地，在本申请实施例所述的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法中，在ANSYS环境中设所述滑块形状、所述材质、所述接触面积以及所述倒角参数。

第二方面，本申请实施例提供了一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素系统，该系统包括：存储器及处理器，所述存储器中包括筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的程序，所述筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：

获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；

设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；

对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；

采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；

根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数。

可选地，在本申请实施例所述的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的系统中，所述筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：

保持所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积不变，对所述前下滑块以及所述后下滑块的材质进行变化，获得一组滑块材料影响主臂应力的第一数据；

保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，对所述所述前下滑块以及所述后下滑块的接触面积进行变化，获得一接触面积影响主臂应力的第二数据；

保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，改变所述所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角大小，获得一组所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角影响主臂应力的第三数据。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法程序，所述筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的步骤。

由上可知，本申请实施例提供的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法及系统通过获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数；从而实现受力影响因素的筛选，可以提高效率和准确度。。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的一种流程图。

图2为本申请实施例提供的伸缩臂模型的结构图。

图3为该伸缩臂的应力云图。

图4为该主臂的应力云图。

图5为前下滑块的应力云图。

图6为后上滑块的应力云图，

图7为本申请实施例提供的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素系统的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1，图1是本申请一些实施例中的一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的流程图。该种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法，所述方法包括以下步骤：

S101、获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；

S102、设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；

S103、对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；

S104、采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；

S105、根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数。

其中，在该步骤S101中，该伸缩臂模型的结构如图2所示。伸缩臂模型包括主臂10、伸缩臂20的前下滑块30以及后上滑块40的组装模型。

其中，先建立并导入模型，在creo三维设计软件中根据实际尺寸建立主臂10、伸缩臂20、前下滑块30和后上滑块40的模型，并按照如图2所示的搭接量进行组装，将组装模型格式转换为*.x_t后导入ANSYS/Workbench界面中。

其中，在该步骤S102中，在ANSYS环境中设定主臂10、伸缩臂20、前下滑块30和后上滑块40的材质，前下滑块30与伸缩臂20的接触面积，后上滑块40与主臂10的接触面积，前下滑块30和后上滑块40的倒角参数。

其中，在该步骤S103中，对组装模型施加载荷、约束条件、设置接触边界条件，对主臂01和伸缩臂20施加自重载荷，在伸缩臂20的臂头施加垂直向下的载荷10000N，对主臂10的铰点及油缸铰点施加圆柱面约束，限制铰点平动，放开铰点转动。对接触面施加施加绑定接触和无分离接触。如图3-图6所示，图3为该伸缩臂的应力云图，图4为该主臂的应力云图，图5为前下滑块的应力云图，图6为后上滑块的应力云图，

其中，在该步骤S104中，保持所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积不变，对所述前下滑块以及所述后下滑块的材质进行变化，获得一组滑块材料影响主臂应力的第一数据；保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，对所述所述前下滑块以及所述后下滑块的接触面积进行变化，获得一接触面积影响主臂应力的第二数据；保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，改变所述所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角大小，获得一组所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角影响主臂应力的第三数据。

其中，在该步骤S105中，根据所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响因素。例如，如果其他参数不变时，某一参数改变时的受力变化情况最明显，则可以将该改变的参数作为主要影响的因素。

在一些实施例中，该步骤设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质的步骤包括：将所述主臂和所述伸缩臂的材料设定为HG70，；将所述前下滑块和所述后上滑块的材料设定为MC尼龙。当然，其并不不限于此。

在一些实施例中，该步骤对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，包括：对所述主臂和所述伸缩臂施加自重载荷；在所述伸缩臂的臂头施加垂直向下的力；对所述主臂的铰点及油缸铰点施加圆柱面约束并限制铰点平动，并放开铰点转动；对接触面施加施加绑定接触和无分离接触。

由上可知，本申请实施例提供的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的方法通过获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数；从而实现受力影响因素的筛选，可以提高效率和准确度。

如图7所示，本申请实施例提供了一种筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素系统，该系统包括：存储器201及处理器202，所述存储器201中包括筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的程序，所述筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：

获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数。

其中，该伸缩臂模型的结构如图2所示。伸缩臂模型包括主臂10、伸缩臂20的前下滑块30以及后上滑块40的组装模型。

其中，先建立并导入模型，在creo三维设计软件中根据实际尺寸建立主臂10、伸缩臂20、前下滑块30和后上滑块40的模型，并按照如图2所示的搭接量进行组装，将组装模型格式转换为*.x_t后导入ANSYS/Workbench界面中。

其中，在ANSYS环境中设定主臂10、伸缩臂20、前下滑块30和后上滑块40的材质，前下滑块30与伸缩臂20的接触面积，后上滑块40与主臂10的接触面积，前下滑块30和后上滑块40的倒角参数。

其中，对组装模型施加载荷、约束条件、设置接触边界条件，对主臂01和伸缩臂20施加自重载荷，在伸缩臂20的臂头施加垂直向下的载荷10000N，对主臂10的铰点及油缸铰点施加圆柱面约束，限制铰点平动，放开铰点转动。对接触面施加施加绑定接触和无分离接触。

其中，保持所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积不变，对所述前下滑块以及所述后下滑块的材质进行变化，获得一组滑块材料影响主臂应力的第一数据；保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，对所述所述前下滑块以及所述后下滑块的接触面积进行变化，获得一接触面积影响主臂应力的第二数据；保持所述前下滑块以及所述后下滑块的形状和材质不变，改变所述所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角大小，获得一组所述前下滑块以及所述后下滑块的倒角影响主臂应力的第三数据。

其中，根据所述第一数据、所述第二数据以及所述第三数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响因素。例如，如果其他参数不变时，某一参数改变时的受力变化情况最明显，则可以将该改变的参数作为主要影响的因素。

在一些实施例中，所述筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：将所述主臂和所述伸缩臂的材料设定为HG70，；将所述前下滑块和所述后上滑块的材料设定为MC尼龙。当然，其并不不限于此。

在一些实施例中，所述筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素方法的程序被所述处理器执行时实现以下步骤：对所述主臂和所述伸缩臂施加自重载荷；在所述伸缩臂的臂头施加垂直向下的力；对所述主臂的铰点及油缸铰点施加圆柱面约束并限制铰点平动，并放开铰点转动；对接触面施加施加绑定接触和无分离接触。

由上可知，本申请实施例提供的筛选滑块对伸缩式臂架受力影响因素的系统通过获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数；从而实现受力影响因素的筛选，可以提高效率和准确度。

本申请实施例提供一种存储介质，所述计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。具体实现：通过获取预先建立的伸缩臂模型，所述伸缩臂模型包括根据预设尺寸参数建立的包括主臂、伸缩臂的前下滑块以及后上滑块的组装模型；设定主臂、伸缩臂、前下滑块以及和后上滑块的材质，所述前下滑块与所述伸缩臂的接触面积，所述后上滑块与所述主臂的接触面积，所述前下滑块和所述后上滑块的倒角参数；对所述伸缩臂模型施加载荷、约束条件以及接触边界条件，并对所述主臂和所述伸缩臂采用壳单元进行网格划分，对所述前下滑块和所述后上滑块采用实体单元进行网格划分，并计算获得应力云图值；采用控制变量法对所述前下滑块以及所述后下滑块的块形状、接触面积、材质以及所倒角大小中的一个参数分别进行变化，得到滑块材料影响主臂应力的多组数据；根据所述多组数据筛选出对伸缩式臂架受力的主要影响参数；从而实现受力影响因素的筛选，可以提高效率和准确度。

其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory,简称PROM)，只读存储器(Read-OnlyMemory,简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。