【摘要】： 階梯軸是組成機(jī)械的重要零件之一,其結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工工藝水平不僅影響著整個(gè)機(jī)械的尺寸和重量,也在很大程度上影響著機(jī)械的可靠性與壽命。因此階梯軸的設(shè)計(jì)計(jì)算是機(jī)械設(shè)計(jì)必不可少的重要組成部分。以往階梯軸的設(shè)計(jì)計(jì)算,工程技術(shù)人員往往是采用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)理論進(jìn)行計(jì)算,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的不準(zhǔn)確,設(shè)計(jì)計(jì)算效率低。隨著現(xiàn)代有限元技術(shù)的日益完善,完全可以在保證精度的前提下對(duì)階梯軸進(jìn)行快速、精確的數(shù)值模擬與優(yōu)化。 針對(duì)不熟悉有限元分析和優(yōu)化的一般工程技術(shù)人員,本文采用ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL與Visual C++相結(jié)合的基礎(chǔ)上,開發(fā)了階梯軸的有限元分析及其優(yōu)化專用軟件,使得一般工程技術(shù)人員能快速對(duì)階梯軸進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)、有限元分析與優(yōu)化。 該系統(tǒng)共包括四個(gè)部分:用戶界面模塊、ANSYS計(jì)算模塊、Visual C++調(diào)用接口模塊和后處理模塊。采用Visual C++語言來編制用戶界面模塊,用ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL編寫ANSYS計(jì)算模塊,并通過Visual C++調(diào)用接口模塊,將Visual C++與APDL編寫的命令流嵌套起來:用Visual C++將APDL命令流寫入指定的文本文件中,并提取對(duì)話框控件中的數(shù)據(jù)賦給APDL中的數(shù)據(jù)變量,然后通過批處理方式啟動(dòng)ANSYS調(diào)用APDL命令流進(jìn)行建模、網(wǎng)格劃分、載荷施加以及計(jì)算等有限元分析過程,計(jì)算完畢之后針對(duì)階梯軸現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。以階梯軸為優(yōu)化對(duì)象,以提高性能和節(jié)約成本為優(yōu)化目標(biāo)。利用ANSYS的APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言,選用ANSYS自帶的優(yōu)化工具完成階梯軸的優(yōu)化,使階梯軸結(jié)構(gòu)重量最輕,并具有良好的強(qiáng)度性能。最后通過將該系統(tǒng)應(yīng)用于六階階梯軸的實(shí)例,并將該實(shí)例的理論分析與有限元分析值進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性和計(jì)算結(jié)果的可參考性。 該軟件的開發(fā),實(shí)現(xiàn)了階梯軸建模和分析計(jì)算的自動(dòng)化、智能化,大大減小階梯軸建模與分析的工作量,提高了新產(chǎn)品研發(fā)效率。尤其是計(jì)算精度得到了很大提高,這將為一般工程計(jì)算人員設(shè)計(jì)重要的階梯軸提供了方便實(shí)用的軟件系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH133.2
【圖文】：

結(jié)構(gòu)形式比較多，而且各種應(yīng)用需求都不盡相建模和分析，對(duì)于十階以上的階梯軸本文不做階梯軸進(jìn)行建模。將階梯軸劃分為 10 種形式，、二階階梯軸、三階階梯軸……如此類推，直限元分析模塊，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)用 APDL 示。根據(jù)面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)思想，對(duì)模塊文成過程，利用 Visual C++制作了友好的類型導(dǎo)數(shù)自動(dòng)選擇分析模塊并引導(dǎo)用戶輸入相應(yīng)的模載荷和約束條件的處理也相對(duì)簡單。

圖 5.2 輸入階梯軸的直徑階梯軸各段直徑寫入 LeaderAxis.txt 文件T CPage1：：OnWizardNext()DO： Add your specialized code here and/or call the basteData();* pFile=fopen("./LeaderAxis.txt"，"r+");tf(pFile，"\n\r\r\r\r\r\r\r\r\r\ ");e("m_d1="，1，strlen("m_d1=")，pFile);tf(pFile，"%8.4f\n"，m_d1);e("m_d2="，1，strlen("m_d2=")，pFile);tf(pFile，"%8.4f\n"，m_d2);e("m_d6="，1，strlen("m_d6=")，pFile);tf(pFile，"%8.4f\n"，m_d6);

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【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 邵會(huì)超;防爆電機(jī)底座的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及軸的扭振分析[D];河北工程大學(xué);2011年

2 薛卡;塑料顆粒混料機(jī)的設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2012年

3 劉佳音;褐煤提質(zhì)用高壓對(duì)輥成型機(jī)關(guān)鍵件優(yōu)化[D];河南科技大學(xué);2012年

4 李吉慧;跨座式單軌車輛轉(zhuǎn)向架疲勞壽命分析[D];重慶交通大學(xué);2012年

5 王力中;煤炭壓實(shí)機(jī)滾輪軸斷裂成因分析[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2798503