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自动化挖掘机动臂结构的有限元分析

发布于:2016-03-18 21:16
有限元分析

      动臂结构有限元分析是设计或优化动臂结构时评价结构性能的重要手段之一。针对当前动臂结构优化过程频繁调用有限元分析App求解结构应力所存在的优化效率低、耗时长问题,有学者提出了利用黑箱模型预测动臂结构应力的方法。但黑箱模型(如神经网络)的构建离不开训练样本的获取。动臂结构复杂,直接进行有限元建模难度大、效率低。利用的无缝数据接口通过人工频繁交互与环境分析动臂结构应力构造神经网络训练教师样本的方法在一定程度上降低了获取样本的复杂度,但依然存在人工操作强度大,效率低下等问题。与的无缝数据接口为发挥的有限元分析计算能力的实体建模能力提供了途径,为自动化动臂结构实体建模和有限元建模提供了接口。因此,有必要研究能够有效自动进行动臂结构有限元分析的方法,降低人工操作强度,提高动臂结构有限元分析效率。
      自动化动臂结构有限元分析的关键是实现动臂结构有限元分析参数设置、有限元分析模型建立、求解及分析结果提取、保存等一系列动作的自动化运行。因此,引入基于命令流及工作模式,通过环境下的数据组织管理程序根据动臂结构参数以命令行的形式后台运行App,载入命令流进行有限元分析,并通过监控运行时所产生的动态数据库判断分析结果的自动化分析方法。为解决环境下直接进行自动化动臂结构实体建模难度大,效率低下的问题,由数据组织管理程序通过编程接口以异步模式自动化生成动臂结构三维实体模型,进而利用命令通过无缝数据接口实现模型从环境到环境的传递。
      人机界面是系统的最上层,实现用户与系统的交互。数据组织管理协调三维实体建模模块、动态静力分析模块、有限元建模与分析模块实现自动化动臂结构有限元分析流程及各模块分析结果的储存。三维实体建模模块利用工具箱,实现参数化动臂结构实体建模。动态静力分析为有限元建模提供边界条件。有限元建模与分析模块通过运行模式与数据组织管理集成,基于命令流实现有限元建模、分析及结果提取、保存。有限元分析过程监控模块通过分析动态数据库中的状态数据监控有限元分析过程。结果存储库用于系统运行过程中产生的结果文件。
      针对具有双动臂液压缸的鹅颈式动臂的自动化结构有限元分析问题,根据自动化动臂结构有限元分析系统的系结构及其工作流程,在及集成环境下开发人机交互界面友好的自动化动臂结构有限元分析系统。自动化动臂结构有限元分析模块的菜单,包括实体建模和有限元分析菜单,均能实现单个或多个动臂结构的实体建模和分析。图为动臂结构有限元分析界面,满足单个分析或多个同时分析,其中动态静力分析中涉及的初始参数由参数设置,菜单设置。图为动臂结构参数查看器,用于查看动臂结构有限元分析结果。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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