基于APDL的汽车起重机副臂参数化设计研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期(总第167期)机械工程与自动化NO．42011年8月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NAug．文章编号：1672—6413(2011)04一oo21—03基于APDL的汽车起重机副臂参数化设计研究郑夕健，贾超，刘明达(沈阳建筑大学交通-9机械工程学院，辽宁沈阳110168)摘要：以QY20汽车起重机的副臂为分析对象，以ANSYS为有限元分析平台，利用其二次开发功能，编写APDL命令流。通过对汽车起重机副臂结构特点及力学特性的研究，确定了建立有限元模型所

2、需的特征参数。结合VB6．0调用ANSYS计算程序，实现了参数化建模和参数化有限元分析，完成了汽车起重机副臂结构的建模和有限元分析的参数化过程。关键词：汽车起重机；副臂；APDL；参数化设计中图分类号：TH218文献标识码：AO引言2汽车起重机副臂结构对一个复杂的结构进行有限元建模和分析时，所2．1副臂结构涉及到的参数众多，计算公式繁琐，人工计算效率低QY2O汽车起重机副臂是由主弦杆、腹杆以及薄且很容易出现差错。为了解决这类问题，ANSYS软件板件等焊接而成的空间结构。本文以该结构为例，说提供了一种以命令流方式进行分析的功能

3、，即ANSYS明副臂结构参数化有限元建模分析过程。副臂结构如参数化设计语言APDL(AnsysParameterDesign图l所示。Language)。本文以QY20汽车起重机副臂结构为例，利用ANSYS软件的二次开发功能，以VB6．0为工具，运用APDL语言，编制汽车起重机副臂结构的参数化建模程序，并对其进行有限元参数化分析。图1副臂结构1ANSYS的二次开发功能——APDL2．2提取副臂结构特征参数在实际应用中，可以利用多种方法来创建有限元依据GB／T3811-2008起重机设计规范，结合汽车模型，并进行各种相关的分析

4、计算。在对实体模型进起重机副臂结构特点提取副臂结构特征参数：副臂总行参数化设计时，ANSYS提供了一种参数化设计语言长、桁架高度h、节问长度口、上弦杆宽度b、腹杆APDL，它具有宏、循环、分支等程序语言功能，并可宽度6。、竖杆宽度b。、腹杆倾角、截面宽度b。副以提供简单的界面定制功能，实现参数的交互输入，臂结构参数和截面参数分别见图2和图3。运行程序，从而可以实现参数化建模。依据GB／T381卜2008起重机设计规范，确定臂架APDL是一种可用来自动完成有限元常规分析操的分析工况，见表1E2]。作或通过参数化变量方式建立分析

5、模型的脚本语言，3有限元参数化建模利用建立的智能化分析手段自动完成有限元分析过最初的设计计算常把副臂视为一个整体，依据整程，程序的输入可设定为根据指定的函数、变量以及体或局部约束条件分析其刚度、截面强度及局部稳定选用的分析类型来做决定，是完成优化设计和自适应性。目前，起重机副臂的计算分析多采用静力等效方网络的最主要的基础。APDL允许复杂的数据输入，法，将桁架副臂简化为三维空间梁单元结构，应用有使设计人员实际上对任何设计或分析属性有控制权，限单元法进行结构离散化[33。如分析模型的尺寸、材料的性能、载荷和边界条件施3．1程序

6、实现流程加的位置、网格的密度等，这样可避免大量的重复性程序实现功能如下：①允许用户根据实际计算工操作，极大地提高了分析效率口]。况输入特征参数，包括结构特征参数、材料特征参收稿日期：2011-Ol一11；修回日期：2011-03—17作者简介：郑夕健(1963一)，男，山东荣成人，教授，博士o学兔兔www.xuetutu.com·22·机械工程与自动化2011年第4期MPDATA。PRXY，1，，0．3数、载荷及约束特征参数等；②用户在得到分析结果MPTEMP⋯⋯，。l定义材料(钢材)密度后可以对输入的数据进行修改、添加和删

7、除操作，以MPTEMP，1，0保证输入正确的参数，得到合理的分析结果；⑨用户MPDAT^，DJ、NS，1，，7．8e一9*get。nn,node,，num,max!*得到副臂前工作平面移动后最大节点数可以通过界面调用后台的ANSYS命令流进行计算，能Ifb=nn够得到最后的计算结果文件，供用户进行后处理和结*set，xO，-220副臂宽的一半*set，yO，270!}副臂高的一半果分析[羽。程序流程见图4。*set，jqjk，120!：lc副臂加强筋宽*set，jqjc，160!副臂加强筋长*set，j．0n，ifb+l。x

8、O+ed*j*(dk-xk)／2*l／fc，yO—ed*j*(dg-xg)／2*l／fc，zO+ed*jn，ifb+2，-x0一ed*j*(dk-xk)／2．1／fc，yO-ed*j*(dg'-xg)／2*l／fc，zO+ed*jn，ifb+3，一xO-ed*j*(dk-xk)／2*I／f