【正文】 1970 年美國匹茲堡大學(xué)里學(xué)教授 John Swanson 博士開發(fā)出 ANSYS 以來，在 30 多年發(fā)展過程中，ANSYS 不斷改進(jìn)提高，功能不斷增強(qiáng)。ANSYS軟件是第一個(gè)通過 ISO 9001 質(zhì)量認(rèn)證的大型分析設(shè)計(jì)類軟件，是美國機(jī)械工 程師協(xié)會(huì)（ASME） 、美國核安全局（NQA）及近二十種專業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)分析軟件。 ANSYS 的主要特點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)單場(chǎng)及多場(chǎng)耦合分析功能。用戶不但可用其進(jìn)行諸如結(jié)構(gòu)、熱、流體、電、磁等的單獨(dú)研究，還可以通過多場(chǎng)耦合處理工具，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多物理場(chǎng)耦合分析。例如：熱——結(jié)構(gòu)耦合，磁——結(jié)構(gòu)耦合以及電——磁——流體——熱耦合等。能夠?qū)崿F(xiàn)前后處理、求解及多場(chǎng)分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的一體化。在分析過程中，ANSYS 將所有的數(shù)據(jù)保存在同一數(shù)據(jù)庫中，它用不同的擴(kuò)展名區(qū)別不同的文件。這樣不但方便了用戶操作，還使用戶可在前后處理的任意時(shí)刻訪問任意數(shù)據(jù)，同時(shí)為多場(chǎng)數(shù)據(jù)提供了良好的管理。具有多物理場(chǎng)優(yōu)化功能。ANSYS 引入變分技術(shù)，使得優(yōu)化過程不再進(jìn)行多次疊代，一次性計(jì)算就可以得到優(yōu)化設(shè)計(jì)，并可以進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化和離散優(yōu)化。顯式、隱式算法的互補(bǔ)，擴(kuò)大了 ANSYS 的非線性求解范疇，從一般的非線性問題直至爆炸力學(xué)問題均可以在 ANSYS 中得到解決，顯式、隱式交替計(jì)算，可很好的解決動(dòng)力學(xué)中沖擊與靜態(tài)問題并存的過程。多種求解器分別適用于不同問題及不同的硬件配置。支持從微機(jī)、工作站到巨型機(jī)的所有硬件平臺(tái)，以及所有平臺(tái)之間的并行計(jì)算。支持異種、異構(gòu)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)浮動(dòng)，在異種、異構(gòu)平臺(tái)上用戶界面統(tǒng)一、數(shù)據(jù)文件全部兼容。多種自動(dòng)網(wǎng)格劃分技術(shù)。ANSYS 提供了四種網(wǎng)格劃分技術(shù)：延伸劃分、映像劃分、自由劃分和自適應(yīng)劃分。此外，ANSYS 還可以實(shí)現(xiàn)自由網(wǎng)格到映像網(wǎng)格的過渡，也可以根據(jù)結(jié)構(gòu)位移調(diào)整流體網(wǎng)格等。豐富的 CAD 接口。ANSYS 可與大多數(shù)的 CAD 軟件集成并有接口，利用 ANSYS 提供的數(shù)據(jù)接口，可精確地將在 CAD 系統(tǒng)下生成的幾何數(shù)據(jù)傳入 ANSYS 中，并對(duì)其分網(wǎng)求解。這樣就不必因?yàn)樵诜治鱿到y(tǒng)中重新建模而浪費(fèi)時(shí)間。多層次多框架的產(chǎn)品系列。產(chǎn)品系列由一整套可擴(kuò)展的、靈活集成的各模塊組成，因而能滿足各行各業(yè)的工程需要。也因此，用戶只需要購買自己需要的模塊即可，從而節(jié)約費(fèi)用。1良好的用戶開發(fā)環(huán)境。ANSYS 具有宏(Macro ) 、參數(shù)設(shè)計(jì)語言(APDL) 、用戶可編程特性三個(gè)層次的用戶開發(fā)功能，可以綜合應(yīng)用菜單、對(duì)話框、工具條、命令行輸入、圖形化輸出等多種方式，從而使應(yīng)用更加方便。1方便的二次開發(fā)功能。應(yīng)用宏、參數(shù)化設(shè)計(jì)語言、用戶可編程特性、用戶自定義界面語言、外部命令等功能，可以開發(fā)出適合自己特點(diǎn)的應(yīng)用程序。 有限元模型的建立ANSYS的有限元分析功能雖然強(qiáng)大，但它的實(shí)體造型功能相對(duì)薄弱，用它創(chuàng)建具有復(fù)雜特征的零件是相當(dāng)繁瑣和困難的。由于工作裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，可以先在UG中創(chuàng)建實(shí)體模型，再將*.prt模型傳給ANSYS以進(jìn)行有限元分析。 為了保證計(jì)算精度，網(wǎng)格要盡量劃分的細(xì)一些。同時(shí)還要考慮到計(jì)算時(shí)間。所以在不影響計(jì)算結(jié)果的情況下，將網(wǎng)格劃分的要粗一些。該模型劃分網(wǎng)格時(shí)使用的是六面體網(wǎng)格，并且處于必要性同時(shí)也是為了控制網(wǎng)格的數(shù)量，不同的部分網(wǎng)格的大小也不一樣，受力大的部分網(wǎng)格要?jiǎng)澋妹芤恍?單元類型的選擇由于工作裝置的實(shí)際結(jié)構(gòu)主要是由薄鋼板焊接成的，且?guī)缀文Ｐ秃軓?fù)雜，故劃分有限元模型的單元類型選擇三維實(shí)體單元 Solid45。Solid45 單元類型一般用于規(guī)則實(shí)體結(jié)構(gòu)模型，單元通過 8 個(gè)節(jié)點(diǎn)來定義，此處省略 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字圖 48 斗桿應(yīng)力分布云圖從圖 48 斗桿應(yīng)力分布云圖中可以看到，斗桿與推壓裝置接觸處有最大應(yīng)力，應(yīng)力值為 。此時(shí)斗桿仍被看作是懸臂梁，梁固定端受力較大，視MPa108為危險(xiǎn)截面。 從圖 48 斗桿應(yīng)力分布云圖中還可以得到，斗桿與鏟斗固結(jié)處仍有較大應(yīng)力，應(yīng)力值為 。提升力、挖掘力、推壓力、斗桿自重、鏟斗及礦石重96力，這些力對(duì)該處產(chǎn)生的力矩。第 4 章 結(jié)論 結(jié)論本文在有限元基本理論的指導(dǎo)下，運(yùn)用挖掘機(jī)部分裝置的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了一種基于UG和ANSYS軟件對(duì)于挖掘機(jī)斗桿裝置進(jìn)行自動(dòng)化分析的策略。在計(jì)算斗桿尺寸參數(shù)，分析斗桿結(jié)構(gòu)及約束的基礎(chǔ)上，應(yīng)用UG軟件建立了挖掘機(jī)斗桿的特征模型基于在動(dòng)力學(xué)理論獲得挖掘機(jī)斗桿的受力數(shù)據(jù)，應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)斗桿進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力的有限元分析。 展望當(dāng)前，我國挖掘機(jī)行業(yè)正處在一個(gè)歷史性發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期。2022 年我國挖掘機(jī)產(chǎn)量為 8111 臺(tái)，2022 年猛增到 12569 臺(tái)，挖掘機(jī)的銷量也從 2022 年的7926 臺(tái)躍升到 2022 年的 12397 臺(tái)。2022 年與 2022 年比較，全國挖掘機(jī)的產(chǎn)、銷量分別增長 55%和 56%。2022 年是我國工程機(jī)械行業(yè)歷史上增長速度最快、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)最好的一年，堪稱“井噴之年” 。挖掘機(jī)產(chǎn)品全年銷量 萬臺(tái)，同比增長 58%，挖掘機(jī)在整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)中是產(chǎn)、銷量增長最快的機(jī)種之一。2022 年國內(nèi)生產(chǎn)銷售挖掘機(jī) 33000 臺(tái)，比 2022 年回落 1000 余臺(tái)，其中出口較往年有大幅增長，達(dá)到 2022 多臺(tái)。產(chǎn)銷下降始于 2 月份，6 月份到 8 月份下降得最厲害，10 月份開始回升。05 年工程機(jī)械行業(yè)經(jīng)歷了宏觀調(diào)控的大浪淘沙，市場(chǎng)形勢(shì)發(fā)生了翻天覆地的變化，就挖掘機(jī)而言，國內(nèi)品牌市場(chǎng)份額上升，已經(jīng)接近 15%，而此前 3 年國內(nèi)品牌的市場(chǎng)占有率分別是5%、8%、10%。這幾年我國把 70%的精力放在了國產(chǎn)挖掘機(jī)上，一個(gè)又一個(gè)地解決了科技難題，從自主化設(shè)計(jì)到自主化生產(chǎn)，凝聚了一代又一代人的心血，希望能夠取得累累碩果。參考文獻(xiàn)[1]LINEAR, NONLINEAR AND CLASSICAL CONTROL OF A1/5TH SCALE AUTOMATED EXCAVATOR E. 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