Creo有限元分析与优化设计.pdf

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1、第４卷第４期黑龙江大学工程学报Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．４２０１３年１１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮｏｖ．，２０１３基于ＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ的木材抓具有限元分析与优化设计龙剑群，沈微（东北林业大学工程技术学院，哈尔滨１５００４０）摘要：为了使木材装载机木材抓具尺寸参数设计的更为合理精确以降低材料成本，借助ＣｒｅｏＰａｒａｍｅｔｒｉｃ对木材抓具设计建立模型，通过ＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ进行静态有限元分析，使用局部敏感度分析得出影响木材抓具承载性能的主要设计尺寸参数

2、，利用全局敏感度分析得出主要设计尺寸参数对模型的综合影响，生成了木材抓具静态分析应力、位移云图，确定了影响木材抓具的主要设计尺寸参数，得出了木材抓具优化后的设计参数，验证了设计优化的可行性。关键词：ＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ；木材抓具；优化设计；装载机中图分类号：ＴＰ３９１．７；Ｎ９４５．１５文献标志码：Ａ文章编号：２０９５－００８Ｘ（２０１３）０４－００９２－０５ＦｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｔｉｍｂｅｒｇｒｉｐｐｅｒｂａｓｅｄｏｎＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅＬＯＮＧ

3、Ｊｉａｎ－ｑｕｎ，ＳＨＥＮＷｅｉ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｓｉｚｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｄｅｓｉｇｎｏｎｔｈｅｔｉｍｂｅｒｇｒｉｐｐｅｒａｎｄｒｅｄｕｃｅｍａｔｅｒｉａｌｃｏｓｔｓ．Ｂｕｉｌｄｉｎｇｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅｔｉｍｂｅｒｇｒｉｐｐｅｒｂｙＣｒｅｏＰａｒａｍｅｔｒｉｃ，ａｎａｌｙｚｉｎｇｗ

4、ｉｔｈｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｂｙＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｔｈｅｍａｉｎｄｅｓｉｇｎｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｉｍｂｅｒｃａｒｒｙｉｎｇｇｒｉｐｐｅｒｂｙｇｌｏｂａｌｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｂｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｌｏｕｄａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｌｏｕｄｏｆｓｔａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔ＇ｓｌｅｇｉｔｉｍａｔｅｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｉｍ

5、ｂｅｒｇｒｉｐｐｅｒｍａｉｎｄｅｓｉｇｎｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ，ｏｂｔａｉｎｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚｅｄｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｉｍｂｅｒｇｒｉｐｐｅｒａｎｄｖｅｒｉｆｙｉｎｇｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ；ｔｉｍｂｅｒｇｒｉｐｐｅｒ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ；ｔｉｍｂｅｒｌｏａｄｅｒ材抓具尺寸参数设计的更合理，尽可能解决原材料０引言使用成本的同时又能达到木材装载机的承载性能是文章的研究重点。由于传统机械产品设计需

6、经历漫木材抓具是木材装载机有别于普通装载机的特长的设计周期并耗费大量人力物力，越来越多的企色结构件，是木材装载机的重要工作装置，其结构业运用ＣＡＤ／ＣＡＥ技术进行产品设计、分析、仿性能的好坏将直接影响整机工作效率。因此，将木真与生产工作以达到降低产品研发周期与成本的目收稿日期：２０１３－１０－２９基金项目：黑龙江省留学归国科学基金项目（ＬＣ２０１３Ｃ１２）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（ＤＬ０９ＢＢ２８）作者简介：龙剑群（１９９１－），男，湖南湘乡人，硕士研究生，研究方向：森林工程；通讯作者：沈微（１９７７－），男

7、，吉林永吉人，讲师，博士，研究方向：森林工程，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｗｉ５６＠１２６．ｃｏｍ。第４期龙剑群，等．基于ＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ的木材抓具有限元分析与优化设计·９３·［１］标。ＣｒｅｏＰａｒａｍｅｔｒｉｃ集成了ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ技术并具有强大的三维造型与分析功能参数化软件，能够建立复杂的三维模型，图１为轮式木材装载机模型。图２木材抓具结构分析Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｗｏｏｄｇｒｉｐ图１轮式木材装载机三维模型Ｆｉｇ．１３ＤｍｏｄｅｌｏｆｗｈｅｅｌｔｉｍｂｅｒｌｏａｄｅｒｓＣｒｅｏ是Ｐ

8、ＴＣ公司在Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ系列产品的升级版新三维设计软件，其所集成的ＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ模块与Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ中集成的Ｐｒｏ／Ｍｅｃｈａｎｉｃａ模块类似，都能进行静动态分析、模态分析以及优化设计研［２－３］究等工作。文章通过借助ＣｒｅｏＳｉｍｕｌａｔｅ２．０对木材抓具进行优化设计，以木材抓具模型总