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《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言液压挖掘机是工程机械设备的重要组成部分，而动臂作为液压挖掘机的主要构件之一，其设计与优化对于挖掘机的性能和效率具有重要影响。
随着计算机辅助设计技术的发展，参数化设计方法在液压挖掘机动臂设计中的应用越来越广泛。
本文将介绍基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化的方法，以提高设计效率和动臂性能。
二、动臂的参数化设计1. 设计需求分析在动臂的参数化设计阶段，首先需要对设计需求进行分析。
这包括确定动臂的尺寸、材料、强度等要求，以及考虑挖掘机的整体性能和工作环境等因素。
通过分析这些需求，可以确定动臂设计的关键参数。
2. VB与APDL的结合为了实现动臂的参数化设计，我们采用VB与APDL相结合的方法。
VB作为一种编程语言，具有强大的数据处理和界面开发能力，可以方便地实现与ANSYS软件的接口连接。
而APDL则是一种用于ANSYS软件的参数化设计语言，可以实现模型的自动生成和优化。
通过将VB与APDL相结合，可以实现对动臂的参数化建模和仿真分析。
3. 参数化建模在参数化建模阶段，我们根据设计需求，利用VB编写程序，生成动臂的几何模型。
通过调整模型中的参数，可以方便地实现模型的修改和优化。
同时，我们还可以利用APDL语言，将模型导入到ANSYS软件中，进行有限元分析和优化。
三、动臂的优化设计1. 有限元分析在动臂的优化设计阶段，我们首先需要对模型进行有限元分析。
通过ANSYS软件，我们可以对模型进行网格划分、材料属性设置、边界条件设定等操作，然后进行应力、位移等分析。
通过分析结果，我们可以了解动臂在不同工况下的性能表现，为后续的优化提供依据。
2. 优化算法选择在优化算法的选择上，我们采用遗传算法、梯度下降法等优化算法。
这些算法具有全局搜索能力强、收敛速度快等特点，可以有效地对动臂进行优化设计。
门式启闭机门架结构有限元分析及优化设计随着国家经济快速的发展,工业生产规模的扩大和自动化程度的提高,起重机已经广泛用于现代化生产的各个领域。
在起重机的传统设计过程中,设计任务量大且繁琐,而且采用安全系数法往往设计出结构偏重、能耗高的产品。
科学技术的飞速发展促进许多跨学科的先进设计方法不断涌现。
与此同时现代社会资源环境的不断恶化,起重机产品势必向着智能化、多样化、节能经济的轻量化方向发展。
因此借助计算机技术和现代优化设计方法,设计出更低耗能、更加智能化、更加安全可靠的环境友好型起重机具有十分重要的意义。
本文以水利工程领域中某型门式启闭机为研究对象,基于参数化思想实现启闭机门架结构的参数化建模,并由此开展门架结构的轻量化研究。
具体研究内容如下：(1)利用有限元分析软件ANSYS中的参数化设计语言APDL实现门式启闭机门架金属结构的参数化建模。
通过门架结构的静力学分析可知,工况五(即静载试验)中门架结构所承受应力和应变最大,所处位置均位于主梁上翼缘板集中载荷作用处(即小车轮压附近),但都满足设计要求。
(2)结合遗传算法,以启闭机门架重量减轻为目标,结构尺寸参数为设计变量,许用应力和刚度为约束条件进行优化设计,优化后减重约30%,优化效果显著。
(3)考虑不确定性对产品质量性能的影响,采用蒙特卡罗模拟法对优化后的结构模型进行可靠性分析,得到优化后模型的可靠度以及各设计变量的灵敏性。
结果表明：优化后结构模型的可靠度为86.5%；功能函数对许用应力、主梁盖板厚度及腹板厚度的变化最敏感。
(4)在门架结构确定性优化及可靠性分析的基础上,引入6δ设计方法,结合蒙特卡罗模拟抽样和遗传算法,完成了门架结构的6δ稳健优化设计。
结果表明：稳健优化结果实现门架重量减轻约为21.6%。
较确定性优化结果,6δ稳健性优化后的模型重量有所增加,但减低了目标函数对主梁盖板厚度及腹板厚度等不确定因素的敏感性,其可靠度达到0.98。
(5)最后结合Visual Basic和ANSYS软件,成功开发了门式启闭机参数化设计分析软件。
《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言液压挖掘机是现代工程建设的核心设备之一，而动臂作为液压挖掘机的重要组成部分，其设计和性能直接影响整个机器的工作效率和安全性。
本文以基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化为研究对象，旨在通过参数化设计方法和优化技术，提高动臂的性能和可靠性。
二、动臂的参数化设计1. 设计思路与目标在动臂的参数化设计中，我们采用VB作为编程语言，APDL作为参数化设计的工具。
设计目标是实现动臂结构的参数化描述，使设计人员能够快速、灵活地调整动臂的结构参数，以达到最优的设计效果。
2. VB与APDL的联合应用VB和APDL的联合应用，可以实现动臂设计的自动化和智能化。
在VB环境中，我们可以编写程序来控制APDL生成动臂的三维模型、网格划分、材料属性定义等。
同时，VB还可以将设计人员的意图和要求转化为APDL的命令语言，实现对动臂的快速设计。
3. 参数化设计流程（1）建立动臂的参数化模型：在APDL中，根据动臂的结构特点，建立参数化的三维模型。
（2）定义材料属性和网格划分：在VB中编写程序，控制APDL对动臂模型进行材料属性的定义和网格划分。
（3）进行有限元分析：利用ANSYS软件进行有限元分析，对动臂的强度、刚度、稳定性等性能进行评估。
（4）优化设计：根据有限元分析结果，调整动臂的结构参数，以达到最优的设计效果。
三、动臂的优化设计1. 优化目标与约束条件在动臂的优化设计中，我们以动臂的质量、强度、刚度和稳定性等为优化目标，同时考虑制造工艺、成本等约束条件。
通过优化设计，提高动臂的性能和可靠性。
2. 优化方法与流程（1）建立优化数学模型：根据优化目标和约束条件，建立动臂的优化数学模型。
（2）选择合适的优化算法：根据动臂的特点和需求，选择合适的优化算法进行优化设计。
《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言随着科技的不断发展，工程机械的智能化、自动化水平不断提高。
液压挖掘机作为工程机械中的重要一员，其动臂的设计与优化对于提高整机性能、工作效率及安全性具有重要意义。
本文将介绍一种基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL （ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化的方法，以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、动臂的APDL参数化设计1. 设计思路动臂的APDL参数化设计是通过VB编程语言，结合ANSYS软件的APDL语言，实现动臂的参数化建模、仿真与分析。
首先，建立动臂的三维模型，确定设计参数；然后，通过VB编写程序，将设计参数与ANSYS软件的命令进行关联，实现模型的自动生成与仿真分析。
2. 参数化模型建立在建立动臂的参数化模型时，需要充分考虑动臂的结构特点、工作原理及受力情况。
通过分析动臂的几何尺寸、材料属性、连接方式等参数，确定设计变量。
然后，利用VB编程语言，结合ANSYS软件的APDL语言，编写程序，实现动臂的参数化建模。
3. 仿真与分析在完成动臂的参数化建模后，利用ANSYS软件进行仿真分析。
通过施加荷载、约束等条件，分析动臂的应力、位移、振动等性能指标。
同时，通过VB编程语言，将仿真结果以图表、曲线等形式输出，便于设计人员进行分析与优化。
三、动臂的优化设计1. 优化目标动臂的优化设计旨在提高其性能、降低成本、减轻重量等。
在本文中，我们将以动臂的重量和应力为主要优化目标，通过调整设计参数，实现动臂的轻量化与强度优化。
2. 优化方法采用多目标优化算法，以动臂的重量和应力为优化目标，以设计参数为决策变量，建立优化模型。
通过VB编程语言，结合ANSYS软件的优化功能，实现动臂的自动优化设计。
在优化过程中，需要不断调整设计参数，使动臂的重量和应力达到最优状态。
3. 优化结果与分析经过多轮优化迭代，得到动臂的最优设计方案。
广西工学院毕业设计（论文）说明书课题名称基于Workbench的门式起重机门架的建模及有限元分析系别机械工程系专业机械设计制造及自动化班级机自Y084学号 ************姓名李志扬指导教师李冰李宝灵2012年 12 月 31 日摘要本文以有限元法作为结构分析手段，利用UG软件建立了水电站门式起重机关键部件——门架结构的三维模型，采用有限元分析系统ANSYS Workbench完成了门架结构的有限元分析，并展望了其结构的优化设计。
门式起重机是水电站最重要的设备之一，用来起吊大坝上的闸门和完成坝上的其他起吊任务。
文章首先通过对2X1600KN 门式起重机门架结构的特点和受力情况的分析，选择自动网格划分对门架结构进行网格划分，并应用ANSYS Workbench软件对起重机架进行了载荷分析，建立了门架结构的UG模型，采用ANSYS Workbench软件对门架进行了分析计算，得到了等效应力和位移云图，并对其优化设计提出设想。
本论文为大型门架结构的分析计算提供了一种精确可靠的方法，使其设计计算更加方便、快捷。
关键词：门式起重机，门架，有限元法，优化。
AbstractIn this thesis, the finite element method is used to be the method of the structure analysis. The 3D model of the gantry is constructed by UGS software, which is the critical component of the hydropower station gantry crane. The finite element analysis package ANSYS Workbench is applied to analyze the structural stress and deformation. Then prospect the structural scheme of the gantry`s optimize. Gantry is the most important hydropower station equipment,it is used to lifted the gate on the dam and the other hoisting task. Firstly, the structure feature and load condition of the 2x1600KN gantry crane are analyzed. Build the UG model of the gantry. Choose the automatic meshing to mesh the gantry is established. The ANSYS package is applied in the analysis and calculation of the gantry and the equivalent stresses and concentration of the structure gantry in working conditions. And the structure optimization is put forward.This thesis research supplies a precise and reliable method for the analysis and calculation of the large gantry structures. It makes the design and calculation process of the large structures to be more convenient and faster.Keywords: Gantry crane, Gantry, Finite element method, Optimization.目录1绪论 (6)1.1课题目的及意义 (6)1.2本文的主要研究内容 (6)1.3门式起重机的发展概况及其作用 (7)1.3.1门式起重机的发展概况 (7)1.3.2门式起重机的用途 (8)1.4起重机研究的国内外现状与进展 (8)2门式起重机的构造 (9)2.1设计依据 (9)2.1.1主要参数 (9)2.1.2技术规范及技术标准 (9)2.2用途 (10)2.3门式起重机组成与结构 (10)2.3.1起升小车 (11)2.3.2大车运行机构 (11)2.3.3司机室 (11)2.3.4夹轨器 (11)2.3.5门架 (12)2.4门架的受力分析与计算 (12)2.4.1载荷计算 (12)2.4.2载荷组合 (12)2.4.3门架上的载荷处理与计算 (13)3门架结构的UG建模 (15)3.1 UG概况 (15)3.2 UG的特点 (16)3.3 UG的主要功能 (16)3.4基于UG NX7.0的起重机门架零部件模型建模 (17)3.5门架的总装配模型 (17)4门架的有限元分析 (19)4.1 ANSYS简介 (19)4.2 ANSYS Workbench 12.0简介 (20)4.2.1 Workbench的产生背景 (20)4.2.2 Workbench的设计思想 (21)4.2.3 Workbench的特征 (21)4.3结构离散化 (22)4.3.2单元特性分析 (22)4.3.3单元组集 (22)4.3.4求解未知节点位移 (22)4.4单元类型的选择及网格划分 (23)4.4.1预处理模块 (23)4.4.2求解模块 (29)4.4.3后处理 (34)5计算结果分析 (36)6结论和展望 (40)6.1结论 (40)6.2展望 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1绪论1.1课题目的及意义现代化水电站工程拥有大刑机械设备和高度自动化系统，以保证电站日常高效、安全运行，期中门式起重机是水电站最重要的设备之一。
基于VB的低净空桥式起重机参数化CA D系统设计 长春工程学院机械工程系(130012) 王文忠【摘要】利用Visual Basic进行AutoCAD二次开发研制低净空桥式起重机参数化CAD系统,介绍了总体框架、功能和方法,采用Activ eX Automation技术建立了自动型参数化绘图系统,在一定程度上实现了设计计算和辅助绘图的一体化。
关键词 低净空桥式起重机 VB 参数化 ActiveX Autom ation Design for Overhead Traveling C rane′s Parametric CAD System Based on VBAbstract T his paper st ates tot al fr ames,functio ns and means of o ver head t rav eling cra ne′s para metricCA D sy stem,applying secondary development of A uto CAD w ith VB t ool.By the applicat ion of ActiveXA uto matio n,building an a uto matic par ametr ic CA D sy st em,to a cer tain ex tent,can perfo rm t he unificat ion o fdesig n calculation and par ametric dr awing.Keywords ov erhead tr aveling cr ane,V B,pa rametr ic,ActiveX A uto matio n中图分类号:T P391.72 文献标识码:A 桥式起重机是桥架型起重机的一种,具有很强的系列化、标准化、模块化的特点,因此,桥式起重机的设计适合采用参数化进行计算机辅助设计。
《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言随着工程机械行业的快速发展，液压挖掘机作为重要的土方施工设备，其动臂的设计与优化显得尤为重要。
本文旨在探讨基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化方法，以提高设计效率，优化动臂性能。
二、动臂的参数化设计1. 设计需求分析动臂作为液压挖掘机的主要工作部件，其设计需满足强度、刚度、稳定性和使用寿命等多方面要求。
同时，为了实现快速设计，需采用参数化设计方法。
2. VB与APDL的结合应用利用VB的编程能力和APDL的参数化设计功能，可以实现动臂的快速设计与优化。
通过VB编写程序，调用APDL进行动臂的建模、网格划分、材料属性定义、边界条件设置及有限元分析等操作。
3. 参数化模型建立根据动臂的结构特点，建立参数化模型。
模型中包含各种结构参数，如动臂的长度、宽度、厚度、角度等。
通过调整这些参数，可以实现动臂的快速设计与修改。
三、有限元分析与优化1. 有限元模型的建立利用APDL对动臂进行有限元建模，考虑动臂的实际工作情况，设置合理的边界条件和载荷。
2. 性能分析对动臂进行强度、刚度、稳定性等性能分析，了解其在实际工作过程中的受力情况及变形情况。
3. 优化设计根据性能分析结果，对动臂进行优化设计。
通过调整结构参数，提高动臂的性能。
同时，考虑制造工艺、成本等因素，实现动臂的轻量化设计。
四、VB程序实现与优化结果1. VB程序设计利用VB编写程序，实现APDL的调用及动臂的快速设计与优化。
程序包括参数输入、模型建立、有限元分析、结果输出等功能。
2. 优化结果分析通过对比优化前后的动臂性能及成本，验证优化方法的有效性。
分析结果表明，优化后的动臂在保证性能的前提下，实现了轻量化设计，降低了制造成本。
五、结论本文基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化方法，实现了动臂的快速设计与优化。
《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言随着科技的不断进步，工程机械的自动化和智能化程度日益提高。
液压挖掘机作为工程机械的重要一环，其动臂的设计与优化对于提高挖掘机的性能和效率至关重要。
本文将介绍一种基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化的方法，以提高设计的效率和精度。
二、动臂的参数化设计1. 设计需求分析在进行动臂的参数化设计前，首先需要对挖掘机的工作环境、动臂的负载、运动范围等需求进行分析，以确定动臂的基本尺寸和结构形式。
2. 参数化建模利用VB语言，结合ANSYS软件的APDL语言，建立动臂的参数化模型。
通过设定合理的参数，使模型能够适应不同尺寸和结构的需求。
在建模过程中，需考虑动臂的强度、刚度、稳定性等因素，以保证模型的真实性和可靠性。
3. 材料选择与优化根据动臂的工作环境和负载要求，选择合适的材料。
通过优化材料的分布和厚度，以提高动臂的性能和寿命。
同时，考虑成本因素，选择性价比高的材料。
三、APDL参数化设计与优化1. 有限元分析利用ANSYS软件的有限元分析功能，对动臂进行应力、位移、振动等性能的分析。
通过分析结果，可以了解动臂在不同工况下的性能表现，为后续的优化提供依据。
2. 参数化优化基于APDL语言，建立动臂的参数化优化模型。
通过调整参数，使动臂在满足强度、刚度、稳定性等要求的前提下，达到最优的性能和成本。
优化过程中，需考虑材料的利用率、加工工艺等因素。
3. VB与ANSYS的集成应用利用VB语言与ANSYS软件的集成应用，实现参数化设计与优化的自动化。
通过编写脚本，实现模型的自动建立、有限元分析、参数化优化等功能，提高设计效率。
四、实验与结果分析1. 实验方案为了验证基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化的有效性，我们设计了一系列的实验方案。
