基于VB的起重機卷筒參數化設計方法技術

一種基于VB的起重機卷筒參數化設計方法，該方法通過VB開發程序分別與Solidworks和ANSYS建立連接，再通過VB的人機交互界面輸入設計參數，以及在根據VB內部的設計程序自動計算得到卷筒的各主要結構參數，再通過VB將這些參數載入Solidworks建立的主模型中，從而自動生成卷筒的三維和二維圖，再通過VB界面，修改?APDL命令流并讀入ANSYS，從而使ANSYS自動進行屈曲分析。應用本發明專利技術進行設計時，只需在VB人機交互界面中輸入卷筒的設計參數，再通過簡單的操作即可生成所需的三維圖和二維圖，以及得到屈曲分析結果，縮短了作為非標準件的卷筒的研發、造型和分析時間，提高設計效率和對市場的快速響應能力，從而提升了設計的適應性，改善了產品的設計質量，降低了設計成本。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】基于VB的起重機卷筒參數化設計方法
本專利技術涉及一種基于VB的起重機卷筒參數化設計方法，屬起重機

技術介紹
在起重機械行業，如港口起重機具有典型的非標特性和單件產品的定制性，設計周期長，產品更新緩慢，工況復雜、計算量大，每種設計因素的變化都會產生一種新的產品變型，但這些變型產品往往都是在已有機型上進行改進與變型。卷筒作為起重機起升機構重要的承載部件，其性能直接影響到起重機的工作效率。卷筒設計會因起重量、起升高度、鋼絲繩直徑、起升速度、工作級別、滑輪組倍率等因素的改變而隨之改變，因而卷筒難以完全標準化、系列化。為了縮短卷筒的設計周期，提高設計效率及企業對市場的快速響應能力，增強設計的適應性，本專利技術利用參數化設計方法，基于VB開發語言、結合Solidworks和ANSYS的接口技術，開發出卷筒參數化系統，從而達到快速適應用戶需求多變的目的。Solidworks是一種三維機械CAD軟件，提供了自由、開放、功能完整的API開發工具接口。目前參數化建模技術大致如下:運用Solidworks內部操作自動生成Excel或者導入外部已經建立的Excel系列零件表建立數據庫，通過輸入數據或者調用已有數據來改變模型，達到參數化設計的目的。此方法輸入的數據，需經過設計者計算出卷筒的各尺寸參數后才能得到，其只是省去了三維建模的時間，然而設計時最主要的還是在于設計參數的獲得，上述參數化建模缺陷仍然非常明顯。再者，隨著物流運輸業的不斷擴大，起重機也出現了向大型化發展的趨勢，卷筒作為起重機的關鍵零部件，對其要求也越來越大。起重機的工況是多變的，起重機的起升重量增加，鋼絲繩的直徑也隨之增加，卷筒的壁厚也相應地增加。隨著卷筒壁厚的增大，卷筒的重量隨之增加，生產制造卷筒的難度和生產成本相應地也會提高，如何減少壁厚，由于現有卷筒壁厚的設計過于保守，因此導致壁厚普遍偏大，在設計時如果能引入ANSYS進行卷筒的穩定性分析，將克服傳統設計的保守設計，減少卷筒的壁厚，從而降低生產難度和成本。然而在對卷筒進行ANSYS分析前，需要進行簡化建模，材料等參數的設定，前處理非常麻煩，因此限制了有限元分析在卷筒設計中的應用，現有設計者更多的是采用傳統的設計方法和工作經驗相結合的方法來適當減少壁厚，難以形成統一的標準。為了縮短產品的研發或改型時間，進而提高產品設計質量、設計效率及企業對市場的快速響應能力，要求所設計出的產品需要更好的滿足適應性。
技術實現思路
本專利技術的目的是，為了縮短作為非標準件的卷筒的研發和改型時間，提高設計效率和對市場的快速響應能力，提高設計的適應性，同時降低了有限元分析軟件在卷筒設計過程應用的難度，從而提高了產品的設計質量，降低了設計成本， 本專利技術提出一種基于VB的起重機卷筒參數化設計方法。實現本專利技術的技術方案是，基于VB的起重機卷筒參數化設計方法，包括如下步驟: 步驟1，建立VB人機交互界面，設置VB與Solidworks和ANSYS的接口 ； 步驟2，在VB人機交互界面輸入卷筒的設計參數； 步驟3，VB對輸入的設計參數根據系統內部自帶的設計程序進行計算，得出卷筒的主要結構參數，將計算出的卷筒的主要結構參數傳值進入系統內部； 步驟4，VB調用Solidworks建立的主模型，利用步驟3得到的主要結構參數，驅動Solidworks生成三維圖和/或二維圖； 步驟5，通過VB的文本接口，VB根據卷筒的主要結構參數和材料參數修改其內部自帶的設計程序中的APDL命令流中的參數，再通過VB驅動ANSYS在電腦后臺運行，并且調用APDL命令流驅動ANSYS對卷筒進行屈曲分析，得到卷筒的應力云圖； 步驟6，VB調用ANSYS的分析結果，并將應力云圖在VB上顯示。進一步，步驟2中輸入的卷筒的設計參數為:卷筒形式、卷筒材料、鋼絲繩直徑、鋼絲繩的最大靜拉力、起升高度、工作級別和滑輪組倍率。進一步，步驟3所述的主要結構參數為:繩槽相關尺寸、卷筒直徑相關尺寸和卷筒長度相關尺寸。 進一步，在執行步驟5之前，通過VB先對卷筒的結構參數進行簡化，該簡化包括繩槽形狀簡化和尺寸大小簡化。進一步，對步驟3中計算得出的卷筒的主要結構參數值中的卷筒內徑、卷筒名義直徑、卷筒厚度、卷筒長度、繩槽部分長度、光滑部分長度、繩槽圈數、繩槽節距和兩端伸出部分長度進行手動圓整，以及在步驟4和步驟5中均對該參數進行顯示，并提供手動修改的方式，然后進行確定或清空操作，進行確定后則進行后續步驟，進行清空后則重新修改該主要結構參數。進一步，步驟6中ANSYS的分析結果通過主視圖、俯視圖、左視圖和等軸測視圖四種應力云圖進行顯示。進一步，步驟2至步驟6均能返回到前一步驟進行操作。基于VB的起重機卷筒參數化設計方法由基于VB的起重機卷筒參數化設計系統實現。本專利技術一種基于VB的起重機卷筒參數化設計系統，包括登陸界面模塊、設計進入界面模塊、參數輸入界面模塊、參數計算界面模塊、鏈接Solidworks界面模塊、鏈接ANSYS界面模塊和分析結果界面模塊。登陸界面模塊連接設計進入界面模塊；設計進入界面模塊再連接參數輸入界面模塊；參數輸入界面模塊再連接參數計算界面模塊；參數計算界面模塊再連接鏈接Solidworks界面模塊；鏈接Solidworks界面模塊再連接鏈接ANSYS界面模塊；最后鏈接ANSYS界面模塊連接分析結果界面模塊。所述登陸界面模塊，用于進行用戶識別。所述設計進入界面模塊，用于選擇進入參數輸入界面模塊。所述參數輸入界面模塊，用于輸入卷筒的設計參數。所述參數計算界面模塊，用于計算并得出卷筒的主要結構參數，以及用于將該主要結構參數進行傳值、確定、清空和圓整的操作。所述鏈接Solidworks界面模塊，用于調用Solidworks建立的主模型，并用于將參數計算界面模塊得到的主要結構參數載入Solidworks中并驅動生成三維圖和二維圖的操作，以及用于將該主要結構參數進行清空、修改和確定的操作。所述鏈接ANSYS界面模塊，用于根據卷筒的主要結構參數和材料參數修改APDL命令流中的參數，以及用于驅動ANSYS進行后臺運行，并用于調用該APDL命令流驅動ANSYS對卷筒進行屈曲分析并得到卷筒的應力云圖的操作，以及用于將該主要結構參數進行簡化、清空、修改和確定的操作。所述分析結果界面模塊，用于調用ANSYS屈曲分析結果并顯示，以及用于選擇不同應力云圖進行查看的操作。本專利技術將VB、Solidworks和ANSYS之間建立的連接關系應用于起重機卷筒的設計領域，通過VB開發程序分別與Solidworks和ANSYS建立接口，再通過VB的人機交互界面輸入設計參數，以及通過VB系統中的設計程序自動計算得到卷筒的各主要結構參數，再通過VB將這些參數載入Solidworks建立的主模型中，并驅動Solidworks生成卷筒的三維和二維圖，VB再根據卷筒的主要結構參數和卷筒的材料參數修改APDL命令流并讀入ANSYS中，從而驅動ANSYS自動進行屈曲分析。應用本專利技術進行設計時，只需在VB人機交互界面中輸入卷筒的設計參數，再通過簡單的操作即可生成所需的三維圖和二維圖，以及屈曲分析結果，縮短了作為非標準件的卷筒的研發和改型時間，提高設計效率和對市場的快速響應能力，從而提高了設計本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于VB的起重機卷筒參數化設計方法，其特征在于，所述方法的步驟為：（1）建立VB人機交互界面，設置VB與Solidworks和ANSYS的接口；（2）在VB人機交互界面輸入卷筒的設計參數；（3）VB對輸入的設計參數根據系統內部自帶的設計程序進行計算，得出卷筒的主要結構參數，將計算出的卷筒的主要結構參數傳值進入系統內部；（4）VB調用Solidworks建立的主模型，利用步驟3得到的主要結構參數，驅動Solidworks生成三維圖和/或二維圖；（5）通過VB的文本接口，VB根據卷筒的主要結構參數和材料參數修改其內部自帶的設計程序中的APDL命令流中的參數，再通過VB驅動ANSYS在電腦后臺運行，并且調用APDL命令流驅動ANSYS對卷筒進行屈曲分析，得到卷筒的應力云圖；（6）VB調用ANSYS的分析結果，并將應力云圖在VB上顯示。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：程賢福，林品斌，朱啟航，王濤，劉艷軍，張盛財，從言言，
申請(專利權)人：華東交通大學，
類型：發明
國別省市：江西;36