機械設計中的整體結構分析技術.doc11

摘要：本文綜述了以北京航空製造工程研究所為技術依托單位的BQCIMS工程的整體結構分析技術，包括：工程背景與需求，基於ANSYS/APDL平台的結構模型參數化技術，整體結構的子結構分析與自動化分析流程。最後，整體結構分析在汽車起重機與礦用重型汽車設計中的成功應用，證明了這種技術的實用性。

1 工程背景與需求

以北京航空製造工程研究所為技術依托單位的北京起重機器廠CIMS 工程(簡稱BQCIMS工程)，是國家863CIMS工程資助的北京市信息技術推廣示範項目之一。其中，汽車起重機與礦用重型汽車設計中的工程分析是該項目的核心創新技術與提高企業市場快速反映能力的重要手段。北京航空製造工程研究所推廣應用航空結構設計中的先進分析技術與方法[1]，以國際上先進的工程分析平台—ANSYS係統[2]為基礎，與北京起重機器廠的工程師們緊密合作，利用ANSYS/APDL語言進行二次開發，建立了適應汽車起重機[3]與礦用重型汽車[4]設計的整體結構工程分析方法。

汽車起重機與礦用重型汽車，作為一類“大力神”產品，具有其特殊的作業環境，要求良好的力學性能，包括剛度、應力水平、變形、抗幹擾性能等。對於工程設計人員來說，零件、結構件及整機的力學性能如何？會不會因強度不夠造成破壞事故？這些都是他們必須關心和回答的問題。

對於結構件設計來說，一般地說，它是零部件的組合設計。汽車起重機的主要承力結構件是吊臂、轉台、車架。礦用重型汽車的主要承力骨架是整體車架，它又是許多結構件的組合，包括支撐架、前車架、中車架、尾架及若幹子構件。結構件有限元分析是產品設計的基礎性分析。最基本的分析是進行線性應力分析；對於有些結構件，例如吊臂與車架，還要進行穩定性分析，研究結構件失穩(屈曲)的條件。

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