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２００６年１２月第期ＴＡＩＹＵＡＮＳＣＩ－ＴＥＣＨ浅谈液压支架的三维建模王政宏综采工作面设备一般都是成套配置的，主要包括采煤机、刮板输送机和液压支架，只有实现“三机配套”才能使综采工作面发挥最大的生产能力。
其中，液压支架是实现综采工作面高产高效的关键设备，其主要部件结构是由各种钢板焊接而成的箱形结构，各关键部件形状复杂且体积庞大。
所以，做好各部件及整个液压支架的设计工作，对于减轻支架的重量、提高支架的性能、降低支架的原材料成本都具有重要意义。
据统计，支架设计所花费用只占总成本的５％左右，但超过７０％的产品成本是在设计阶段由设计所决定的。
因此，降低产品成本，加快产品的更新换代，关键在于采用先进的现代设计方法，而ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件恰恰以其高效快捷、简单易学，以及强大的设计功能符合了这一要求。
１三维建模方法在传统设计中，设计者在设计时，头脑中最先产生的是三维实体图像，然后再利用投影及附加的各种规则、标准，将其“翻译”出来，描绘到图纸上成为二维工程图纸。
随着计算机技术的发展和计算机三维软件的产生，设计者头脑中产生的三维实体图像可被直接仿真到屏幕上，既形象又直观。
因此，应用三维软件进行设计时，可使设计者的思想不经“翻译”就能进行直观的交流，达到自然的思维过程，表达更加准确和清晰，从而大大减轻设计者的工作量。
２三维设计软件ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的主要功能特点１）界面友好，使用方便。
ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ采用用户熟悉的Ｗｉｎｄｏｗｓ界面和简单的对话框以及设计历史树等功能，使软件操作简单易懂，使熟悉Ｗｉｎｄｏｗｓ操作的用户可以迅速掌握其应用方法。
２）参数化特征造型。
功能齐全的三维特征造型方法，动态的草图绘制功能，可以保证图形的比例和尺寸精度。
将草图经过拉伸、旋转和切除等操作就可以得到理想的三维设计模型。
所有特征都具有动态变化和测量功能，便于设计中特征的任意改变。
３）装配体设计。
直观的三维装配功能可以将设计系统中的各零件按照相应的装配关系形成装配体，建立虚拟样机，并且可以在装配过程中检查装配体的静动态干涉情况，便于设计者随时完善自己的设计。
u形支架级进模设计及其结构三维建模-概述说明以及解释1.引言文章1.1 概述:U形支架级进模设计及其结构三维建模是一项涉及工程设计领域的重要研究课题。
本文将重点讨论U形支架级进模设计的要点和结构三维建模的要点，旨在为相关领域的研究人员提供一些设计和建模上的指导。
通过本文的探讨，读者将能够了解U形支架级进模设计的原理、结构特点和功能优势，以及结构三维建模的软件选择、建模步骤和模型优化等内容。
希望本文能够为工程设计领域的研究和实践提供一些有益的参考。
内容1.2 文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对U形支架级进模设计及其结构三维建模进行概述，并介绍文章的结构和目的。
在正文部分，将主要分为U形支架级进模设计要点、结构三维建模要点和模型应用与效果三个方面展开讨论。
其中，U形支架级进模设计要点将包括设计原理、结构特点和功能优势等内容；结构三维建模要点将包括建模软件选择、建模步骤和模型优化等内容；模型应用与效果将包括实际应用案例、模型效果评估和未来展望等内容。
在结论部分，将对全文进行总结回顾，提出设计建议，并展望未来的研究方向。
整体结构清晰，内容丰富，旨在全面探讨U形支架级进模设计及其结构三维建模的相关主题。
1.3 目的：本文旨在探讨U形支架级进模设计及其结构三维建模的关键要点和技术要求，分析其设计原理、结构特点和功能优势。
通过详细介绍U形支架级进模的设计方法和步骤，帮助读者深入了解该领域的研究进展和应用实践。
同时，通过对结构三维建模的要点和模型优化的技术进行阐述，帮助读者了解如何使用建模软件进行三维建模，并提高模型的精度和效果。
最后，结合实际应用案例和效果评估，展望未来U形支架级进模设计和结构建模的发展方向，为相关研究提供参考和指导。
希望通过本文的研究和讨论，有助于促进该领域的技术创新和应用推广，为相关领域的研究者提供借鉴和启示。
2.正文2.1 U形支架级进模设计要点U形支架是一种常用的支架结构，用于支撑管道、线缆等设备，在工业生产中有着广泛的应用。
大神绘制脚手架三维构造图，清晰明了洞口拉结细部做法：架体小横杆延长作为连墙杆，a为800 mm或1050 mm（悬挑式脚手架为800 mm，落地式脚手架为1050 mm），连墙杆外露洞口≥100 mm。
在连墙杆上，内外墙各附加一根钢管，用扣件连接，小横杆两端分别外露洞口各≥100 mm。
进入装修阶段，墙体需加设成品保护2、连墙件抱柱构造柱子拉结细部做法：在个别位置无法两步三跨设置连墙件时，采用抱柱补强措施。
在架体上附加一根连墙杆，延伸至柱子一侧，在柱子另外三个侧面附加三根小横杆，用扣件与连墙杆连接，形成环抱。
钢管外露长度≥100 mm 3、抛撑构造说明：1. 此构造用于建筑物柱距较大、层高≥5 m等，连墙件设置不能满足两步三跨要求的情况。
2. 搭设抛撑时，抛撑采用通长杆并采用旋转扣件固定在脚手架上，与地面的倾斜度为45°～60°。
3. 普通脚手架开始搭设立杆时，也应每隔六跨设置一根抛撑，直至连墙杆安装稳定后，方可根据情况进行拆除。
4、层高过高、柱距过大时连墙件构造格构柱细部做法：当层高过高、柱距过大时可增设格构柱，格构柱截面尺寸宜为460mm×460 mm，钢格构为4根150 mm×150mm×12 mm 角钢及缀板焊接而成，每隔两步三跨设置一根钢管作为连墙件。
主体混凝土浇筑时，应设置格构件预埋件5、外架内防护构造外架填芯杆细部做法：架体与建筑物的间隙应小于150 mm，间隙超大时，可充分利用靠墙一端的横向水平杆合理外伸（不应大于架体宽度的40%，大于400 mm 时应增设填芯杆），每层应采取铺设钢笆片、挂设安全兜网等防护措施，使架体与建筑物的间隙满足要求。
1. 钢笆片：架体与建筑物的间隙大于400 mm时则需要使用钢笆片措施。
2. 安全兜网：架体与建筑物的间隙为150～400 mm时则需要使用安全兜网措施。
液压支架三维建模与运动仿真0、引言随着科技的发展，单一使用二维CAD技术进行液压支架设计已不能满足现代设计的需求。
在科研人员到各煤矿和生产厂家进行方案汇报、项目招标的过程中，利用Solid Edge软件建立的支架三维实体模型和运动仿真分析，将支架的每一个部件结构，每一层装配关系，各种运动轨迹都清晰、直观的显示出来，从视觉上带给客户更感性的认识，收到了很好的效果。
1、支架三维实体建模软件的选用现阶段比较有代表性、应用广泛的三维CAD软件有：美国PTC公司的Pro/E、DRC公司的I-DEAS、SolidWorks公司的SolidWorks、EDS公司的Solid Edge、北航海尔的CAXA。
其中Solid Edge是Windows平台下基于特征的参数化造型技术和变量化造型技术的三维实体造型系统，具有杰出的机械装配设计和制图性能，能够方便地与Windows平台下其它应用软件进行数据转换和链接操作。
Solid Edge强大的建模功能可以完成任何复杂的造型设计和装配设计，其工程图模块可以将零件环境、装配环境中生成的各类零件、装配件等实体进行投影，生成符合制图标准的二维工程图，极大地方便了液压支架零部件的设计，因此确定采用Solid Edge软件来进行液压支架三维实体的建模。
2、支架部件三维实体模型的建立液压支架三维实体模型的建立应采用自上而下的方法，即先在Solid Edge软件的零件环境中通过特征造型来生成支架的所有部件模型，然后在装配环境中按装配关系逐个进行支架部件的装配。
这种建模方法的优点是：支架各部件模型的设计是独立的，其重建、修改方法很简单，与其它部件不存在相互关联。
特征是几何体的参数化表示。
创建支架部件三维实体模型，首先需要创建部件的特征。
在Solid Edge软件的零件模块中，特征命令非常多，通过特征操作简单灵活，同时便于修改，可以生成任何复杂的零件。
第一个创建的特征称为基础特征，只能用拉伸命令来创建。
液压支架四连杆机构的三维建模和运动仿真摘要:利用UG的建模模块(model)对液压支架四连杆机构进行快速整体建模,然后应用UG的运动仿真模块(animation)对支架升架、降架的运动过程进行模拟分析,同时利用标记点对顶梁端点的运动轨迹进行跟踪,来验证端点最大水平变动量是否满足设计要求。
关键词:液压支架;四连杆机构;三维建模;运动仿真0引言三维建模彻底改变了传统设计理念,使设计者头脑中产生的三维实体图形可以直接仿真到屏幕上,既形象又直观。
使设计人员从想象各种视图的困境中解放出来,对于复杂的模型更可避免传统设计方式难以避免的错误。
而在建造物理样机之前,通过建立的三维数字化模型进行运动仿真可以对运动特性及干涉情况进行检验,从而预知设计的机构是否满足要求。
本文以ZTA6500型液压支架为例,应用UG软件探索一种三维整体简化、快速建模和运动仿真的方法。
1UG软件简介Unigraphics(简称UG)是美UGS公司的拳头产品。
该软件不仅具有强大的实体模型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能,而且在设计过程中可以进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,从而提高设计的可靠性。
同时可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。
另外它所提供的二次开发语言UG/open GRIP,UG/open API简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。
2液压支架及其四连杆机构液压支架的主要功能是支撑工作面顶板,阻止顶板冒落的岩石窜入作业空间,以保证工作面内机器和人员的安全生产。
由于其工作性质所致,较为关心的是端面距的尺寸,而梁端摆动幅度会对端面距的尺寸造成直接影响。
液压支架四连杆机构的设计是掩护式和支撑掩护式液压支架整体设计的核心和基础,四连杆机构是由顶梁,掩护梁,前、后连杆和底座五大构件组成。
四连杆机构的主要作用是保证支架的纵向和横向稳定性,承受和传递外载,并能够实现移架,设计的好坏决定着顶梁端点的运动轨迹。
实验一支架三维模型的建立（一） 实验目的1.了解三维建模软件ProE在产品设计中的应用；2.了解草绘在建模当中的作用；3.掌握ProE的相关设置及基本使用方法；4.掌握ProE中“拉伸”、“旋转”、“孔”、“筋”等特征以及“镜像”、“阵列”等功能的使用。
（二） 实验设备和工具装有PROE软件的计算机（三） 实验原理1.基于特征的参数化建模（1） 参数化设计所谓参数化设计，就是允许设计之初进行草图设计，再根据设计要求逐渐在草图上施加几何和尺寸约束，并根据约束变化驱动模型变化。
是一种基于约束的、并能用尺寸驱动模型变化的设计。
① 草图的约束驱动：在草图上施加尺寸和几何约束，或当尺寸值和约束类型发生变化时，草图图形会自动发生变化，以满足新的约束要求。
② 参数化建模中的形状控制：当尺寸参数变化驱动模型变化时，对参数化模型赋予足够的约束，以限制模型的变化，可以保证变化后的模型仍然满足人的设计意图，使模型按照人的期望进行变化，。
（2） 特征建模特征没有一个严格意义上的定义，一般说来，“特征”是构成一个零件或者装配件的工程制造单元。
而单纯的就建模而言，特征被狭义定义为形状特征，即构建三维模型的几何形体，如拉伸体、旋转体、孔、倒圆体、倒角体等。
这样，一个复杂的三维模型实际上是由一些相对简单的几何体通过一定方式组合而成。
利用一系列特征的有序组合形成三维模型的方法称为基于特征的设计。
任何三维模型都可视为一系列特征的有序组合，即三维模型是一系列特征的组合体，可表示为：三维模型 = { 特征1 组合1 特征2 组合2 … 组合n 特征n }。
（3） 特征的分类不同CAD系统提供的特征类型不完全相同。
在Pro/E中，特征可以分为以下几类。
① 辅助特征：辅助特征用于建立其他特征时的定位，又称基准特征，主要有基准面、基准轴、基准点和局部坐标系等。
② 基本特征：基本特征又称为体素，是参与运算的原始特征，而不是运算的结果。
常见体素有长方体、圆柱体、球体、圆锥体等。
UGUG50计算机辅助技术在近些年高速发展，整个大机械行业中计算机辅助技术也日趋完善，辅助设计、辅助工艺过程设计、辅助制造、辅助工程分析等技术应用广泛。
作为培养学生计算计辅助三维设计能力的《三维数字化产品设计（UG）》课程，是本专业重要的专业拓展课，在整个专业教学中起到承上启下的作用。
在本门课之前，应该已经完成《计算机应用基础》、《机械制图与计算机绘图》、《机械设计基础》等课程的学习。
通过该课程，可以培养学生利用计算机辅助技术完成产品造型的基本能力，并以此作为毕业设计、生产性实习的基础。
本课所用软件载体为Unigraphics（简称UG），UG是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构，并在分模与加工方面也同样出色。
作为功能强大的CAD/CAM 一体化软件现在被模具企业广泛应用，是模具设计制造从业人员非常有用的工具。
它集产品设计、仿真优化、模具开发、数控加工等功能于一体，深受广大技术人员的推崇1.知识目标通过该门课程，学生能够系统地学习与掌握三维绘图软件（UG）进行产品设计，包括UG 软件的界面熟悉、基本操作，建模思想及基本的建模特征操作，产品装配方法，引用集的应用，从底向上及从顶向下的设计方法， WAVE 链接技术。
工程制图图纸、图框标题栏、视图及标注的创建，制图国标的设定。
2.能力目标通过该门课程的学习，学生能够了解CAD/CAM软件的基本结构和在产品设计行业中的具体运用；掌握基本操作技能；熟练使用三维CAD/CAM软件进行产品的曲面表达、实体建模；能够按照要求，绘制产品装配图和零件图。
3.素质目标在该门课程开展正常教学工作的同时，通过课程的学习对学生进行品格素质、知识素质、能力素质和身心素质等综合素质培养。
通过平常与学生之间的交流及对将来工作岗位的认知，培养学生正确的就业观、认真的工作态度、能够吃苦耐劳的精神。
通过该门课程的学习，学生在将来就职中应达到的适应社会的必备能力： （1）具有较强的责任感和认真的工作态度；（2）具有较好的表达能力和沟通能力的培养；（3）具备相似CAD/CAM软件的自学能力；（4）具有良好的职业道德素养。
