履带起重机履带架及附属件结构参数化设计与有限元分析

现代机械工程产品设计大都需要有限元理论知识辅助设计,而通用有限元分析软件对用户的有限元理论知识和软件知识要求较高。同时,由于履带起重机的结构复杂,而且朝着大型化发展,在应用计算机分析履带起重机结构来辅助设计时,需要进行大量的预处理工作。在随后的设计和计算过程中,每改变一次履带起重机结构参数,就要重新进行一次有限元建模、划分网格、加载、后处理的过程,工作量会很繁重,这对设计人员而言相当不便。所以我们需要用参数化有限元分析技术来辅助履带起重机设计,以缩短产品设计周期,节约生产成本。 本文分析了履带起重机履带架及附属件的结构特点,在对参数化技术、有限元技术、ANSYS二次开发技术、编程技术和数据库技术深入研究的基础上,对履带起重机履带架及附属件进行参数化有限元分析。论文的主要研究工作和研究成果如下: (1)对基于ANSYS-APDL(ANSYS Parametric Design Language)语言参数化方法进行了深入的研究,用APDL语言实现履带架及附属件(四轮一带)有限元模型参数化。 (2)对履带起重机履带架及四轮一带结构有限元计算方法进行研究,分别对650吨和80吨履带起重机履带架进行强度分析,并对650吨履带起重机导向轮和支重轮及220吨履带起重机驱动轮分别进行强度分析。 (3)开发了履带起重机履带架及附属件参数化有限元分析专业软件,实现参数化有限元分析技术的可视化操作,使参数化有限元分析技术能更好的为工程设计人员服务。 (4)对基于参数化的优化技术进行探讨,以650吨履带起重机履带架进行手工优化设计,得到较优的一组履带架设计参数。