基于cae的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及基于CAE (計算機(jī)輔助工程)分析的優(yōu)化系統(tǒng)，尤其是一種基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]CAE指工程設(shè)計中的計算機(jī)輔助工程，指用計算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能等。而CAE軟件可做靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析，動態(tài)分析，研宄線型和非線性的問題，分析結(jié)構(gòu)、流體、電磁等等。
[0003]CAE通常是運(yùn)用有限元分析和機(jī)構(gòu)的動力學(xué)及運(yùn)動學(xué)分析。有限元分析能夠完成力學(xué)分析、場分析、頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等；而機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。
[0004]有限元方法的基本思想是將結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易計算的單元來表示復(fù)雜的對象，單元之間通過節(jié)點(diǎn)相互連接，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件綜合求解。由于單元的數(shù)目是有限的，節(jié)點(diǎn)的數(shù)目也是有限的，所以稱之為有限元法。這種方法的靈活性很大，只要改變單元的數(shù)目就可以改變所求結(jié)果的精確度，得到與實(shí)際情況無限接近的解。
[0005]垃圾車的鏟斗是垃圾車上的重要部件，負(fù)責(zé)鏟挖垃圾，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，為了滿足鏟斗的強(qiáng)度，往往需要對生產(chǎn)出的樣品鏟斗進(jìn)行不同工況下的強(qiáng)度試驗(yàn)，這樣不但浪費(fèi)生產(chǎn)成本，而且浪費(fèi)大量人力物力，生產(chǎn)效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:為了能夠模擬出垃圾車鏟斗的實(shí)際工況下的強(qiáng)度，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，對鏟斗進(jìn)行優(yōu)化處理，提供一種基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)，包括幾何建模模塊、網(wǎng)格生成模塊、材料定義模塊、單元特性定義模塊、載荷及邊界條件定義模塊、參數(shù)運(yùn)算模塊和結(jié)果處理分析模塊，其中，
[0008]所述幾何建模模塊用于根據(jù)對垃圾車鏟斗的形狀、位置、表現(xiàn)形式等數(shù)據(jù)通過幾何建模模塊的基本元素點(diǎn)、直線和面來進(jìn)行垃圾車的建模。
[0009]所述網(wǎng)格生成模塊用于將在所述幾何建模模塊中建立的模型進(jìn)行網(wǎng)格自動劃分，即將垃圾車的鏟斗結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易分析的單元來表示復(fù)雜的對象，單元與單元之間是通過有限個節(jié)點(diǎn)連接的。
[0010]所述材料定義模塊用于對垃圾車鏟斗的幾何模型進(jìn)行材料定義，定義的材料與垃圾車鏟斗的實(shí)際材料力學(xué)性質(zhì)一致。
[0011]所述單元特性定義模塊用于賦予單元以物理特性，使單元具有力學(xué)意義，例如鏟斗的橫截面形狀以及鏟斗的板厚。
[0012]所述載荷及邊界條件定義模塊用于提供負(fù)載和約束，對鏟斗的有限元分析過程需要對鏟斗的某個自由度進(jìn)行約束，在需要進(jìn)行分析的單元上附加載荷。
[0013]所述參數(shù)運(yùn)算模塊用于根據(jù)待解決的問題類型，從數(shù)值計算的角度選擇適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒ā?br>[0014]所述結(jié)果處理分析模塊用于對計算結(jié)果進(jìn)行分析和評價處理，如發(fā)現(xiàn)鏟斗的某個力學(xué)性能或結(jié)構(gòu)性能數(shù)值有偏差或者不符合某一工況要求，則重新進(jìn)行幾何建模，再次回到所述幾何建模模塊。
[0015]進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)對垃圾車鏟斗CAE分析的優(yōu)化目的，所述的CAE可以使用ANSYS0
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)，通過對垃圾車上鏟斗的有限元分析，模擬出在特定的工況下，鏟斗的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能狀況，根據(jù)分析結(jié)果，可以對鏟斗的各項(xiàng)力學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而提高鏟斗的質(zhì)量，以滿足現(xiàn)實(shí)使用工況中的要求。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]圖1是本發(fā)明的基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)的原理示意圖。
[0019]圖中:1、幾何建模模塊，2、網(wǎng)格生成模塊，3、材料定義模塊，4、單元特性定義模塊，5、載荷及邊界條件定義模塊，6、參數(shù)運(yùn)算模塊，7、結(jié)果處理分析模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0020]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。此圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0021]參照圖1所示，本發(fā)明的基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)，包括幾何建模模塊
1、網(wǎng)格生成模塊2、材料定義模塊3、單元特性定義模塊4、載荷及邊界條件定義模塊5、參數(shù)運(yùn)算模塊6和結(jié)果處理分析模塊7，其中，
[0022]所述幾何建模模塊I用于根據(jù)對垃圾車鏟斗的形狀、位置、表現(xiàn)形式等數(shù)據(jù)通過幾何建模模塊I的基本元素點(diǎn)、直線和面來進(jìn)行垃圾車的建模。
[0023]所述網(wǎng)格生成模塊2用于將在所述幾何建模模塊I中建立的模型進(jìn)行網(wǎng)格自動劃分，即將垃圾車的鏟斗結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易分析的單元來表示復(fù)雜的對象，單元與單元之間是通過有限個節(jié)點(diǎn)連接的。
[0024]所述材料定義模塊3用于對垃圾車鏟斗的幾何模型進(jìn)行材料定義，定義的材料與垃圾車鏟斗的實(shí)際材料力學(xué)性質(zhì)一致。
[0025]所述單元特性定義模塊4用于賦予單元以物理特性，使單元具有力學(xué)意義，例如鏟斗的橫截面形狀以及鏟斗的板厚。
[0026]所述載荷及邊界條件定義模塊5用于提供負(fù)載和約束，對鏟斗的有限元分析過程需要對鏟斗的某個自由度進(jìn)行約束。
[0027]所述參數(shù)運(yùn)算模塊6用于根據(jù)待解決的問題類型，從數(shù)值計算的角度選擇適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒ā?br>[0028]所述結(jié)果處理分析模塊7用于對計算結(jié)果進(jìn)行分析和評價處理，如發(fā)現(xiàn)鏟斗的某個力學(xué)性能或結(jié)構(gòu)性能數(shù)值有偏差或者不符合某一工況要求，則重新進(jìn)行幾何建模，再次回到所述幾何建模模塊I。
[0029]進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)對垃圾車鏟斗CAE分析的優(yōu)化目的，所述的CAE可以使用ANSYS，ANSYS是世界范圍內(nèi)增長最快的CAE軟件，能夠與多數(shù)CAD (計算機(jī)輔助設(shè)計)軟件接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與交換。ANSYS功能強(qiáng)大，操作簡單方便，現(xiàn)已成為世界上最流行的有限元分析軟件。
[0030]下面結(jié)合圖1說明本發(fā)明的基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)的原理:根據(jù)分析對象垃圾車鏟斗進(jìn)行幾何建模，一般通過點(diǎn)、線、面來實(shí)現(xiàn)，針對建立的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格自動劃分，分割成許多以節(jié)點(diǎn)相互連接的單元，之后定義鏟斗的材料和鏟斗的截面形狀等物理特性，然后對某個自由度進(jìn)行限制和約束，以便于對分析的單元施加載荷，根據(jù)要解決的問題，選擇正確的計算類型和方法，從而獲得求解過程，最后對所得結(jié)果進(jìn)行分析和評價，檢驗(yàn)各力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能是否符合實(shí)際工況的要求。
[0031]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)的工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于:包括幾何建模模塊(I)、網(wǎng)格生成模塊(2)、材料定義模塊(3)、單元特性定義模塊(4)、載荷及邊界條件定義模塊(5)、參數(shù)運(yùn)算模塊(6)和結(jié)果處理分析模塊(7)，其中， 所述幾何建模模塊(I)用于根據(jù)對垃圾車鏟斗的形狀、位置、表現(xiàn)形式等數(shù)據(jù)通過幾何建模模塊(I)的基本元素點(diǎn)、直線和面來進(jìn)行垃圾車的建模。 所述網(wǎng)格生成模塊(2)用于將在所述幾何建模模塊(I)中建立的模型進(jìn)行網(wǎng)格自動劃分，即將垃圾車的鏟斗結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易分析的單元來表示復(fù)雜的對象，單元與單元之間是通過有限個節(jié)點(diǎn)連接的。 所述材料定義模塊(3)用于對垃圾車鏟斗的幾何模型進(jìn)行材料定義，定義的材料與垃圾車鏟斗的實(shí)際材料力學(xué)性質(zhì)一致。 所述單元特性定義模塊(4)用于賦予單元以物理特性，使單元具有力學(xué)意義，例如鏟斗的橫截面形狀以及鏟斗的板厚。 所述載荷及邊界條件定義模塊(5)用于提供負(fù)載和約束，對鏟斗的有限元分析過程需要對鏟斗的某個自由度進(jìn)行約束，在需要進(jìn)行分析的單元上附加載荷。 所述參數(shù)運(yùn)算模塊(6)用于根據(jù)待解決的問題類型，從數(shù)值計算的角度選擇適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒ā? 所述結(jié)果處理分析模塊(7)用于對計算結(jié)果進(jìn)行分析和評價處理，如發(fā)現(xiàn)鏟斗的某個力學(xué)性能或結(jié)構(gòu)性能數(shù)值有偏差或者不符合某一工況要求，則重新進(jìn)行幾何建模，再次回到所述幾何建模模塊(I)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于:所述的CAE可以使用ANSYS。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)，包括幾何建模模塊、網(wǎng)格生成模塊、材料定義模塊、單元特性定義模塊、載荷及邊界條件定義模塊、參數(shù)運(yùn)算模塊和結(jié)果處理分析模塊，本發(fā)明的基于CAE的垃圾車鏟斗模擬優(yōu)化系統(tǒng)，通過對垃圾車上鏟斗的有限元分析，模擬出在特定的工況下，鏟斗的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)性能狀況，根據(jù)分析結(jié)果，可以對鏟斗的各項(xiàng)力學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而提高鏟斗的質(zhì)量，以滿足現(xiàn)實(shí)使用工況中的要求。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104615818
【申請?zhí)枴緾N201510042528
【發(fā)明人】朱陸林, 吳志強(qiáng), 包成棟
【申請人】武進(jìn)高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月27日