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水草收割船切割装置参数化建模及有限元分析

作　者: 范金玲
导　师: 王泽河
学　校: 河北农业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 切割装置 Pro/E二次开发参数化建模 ANSYS有限元分析
分类号: U674.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

计算机技术出现之后，CAD技术从无到有，经历了迅速发展的过程。参数化设计技术也因其快速、高效的特点越来越多地运用到设计生产过程中。本课题针对白洋淀特定水域设计研发了专用型水草收割船，并对其重要的工作部件之一——切割装置进行了参数化建模和有限元分析。采用传统方法进行设计，研发周期长，产品性能往往达不到预期效果。本文结合参数化设计技术、二次开发技术、有限元分析技术等，对切割装置进行了研究，为其实现标准化、系列化提供依据。本文研究了水草收割船的类型及国内外现状，深入分析了水草收割船的作业环境，根据设计要求，确定水草收割船主要的性能参数及尺寸参数，初步明确整个工作系统的构成，继而得出切割装置有关参数值。使用Pro/E三维软件，结合二次开发技术，在VS2008开发环境中，利用Pro/TOOLKIT应用程序进行编程，对构建切割装置参数化建模平台进行了深入的研究。同时借助专业有限元分析软件ANSYS对切割装置的主要零件进行有限元分析，并进行参数优化。对切割装置零部件进行初步选型，设计计算确定相关参数。基于各零件的特征，找出独立参数及非独立参数，以及非独立参数与独立参数的关系式。在Pro/E软件中建立零件的三维模型，设置参数及关系，作为参数化建模的驱动模型，利用Pro/E自带的Pro/TOOLKIT二次开发工具对Pro/E系统功能进行扩展，包括添加菜单栏菜单、创建对话框。通过编写程序，实现参数的赋值、调用，以及在驱动模型上的更新，再生为新的零件模型，并采用程序控制方法进行零件的自动装配。在Pro/E软件中利用CAD模块进行干涉检验，确保结构的合理性。产品设计完成后通常要对其主要零部件进行分析校核。传统的方法计算量大，效率低，计算精准度不高。本文借助有限元分析软件ANSYS对切割装置中的护刃器梁进行了强度校核，得到应力和变形云图及数值，并根据分析计算的结果，进行数值与结构的优化。对优化后的结果再进行静力学分析，验证优化结果的正确性。切割装置参数化建模平台简化了零件设计过程，缩短了设计周期，提高了设计效率和标准化、系列化程度；有限元分析将设计者从繁杂的计算中解放出来，利用计算机强大的计算能力对零件进行分析、优化，节省时间的同时也保证了设计的合理性和经济性。为其他产品的参数化设计起指导、借鉴作用。

水草收割船切割装置参数化建模及有限元分析

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