本发明属于起重机结构技术领域，尤其是涉及一种组合连杆应力自动分析方法及装置。
背景技术：
组合连杆是起重机的重要工作结构，主要用于承受臂架头部吊重载荷，并在工作中实现货物远近幅度的变化从而实现货物的搬运工作。其承受货物吊重、自身自重、风载荷、回转惯性力等。由于组合臂架在工作过程中幅度远近变化是靠臂架、大拉杆、象鼻梁组合运动完成，臂架仰角的变化驱动整个组合臂架运动，在运动过程中各构件的空间位置变化复杂，因此不同幅度下组合臂架的各部分的受力情况均不相同，如不进行全幅度全部载荷的分析计算，极易造成设计出的组合臂架在后期制造后使用过程中出现因强度不足的断裂或者因刚度不足的失稳或者因疲劳强度不足的疲劳破坏等，造成极大的安全隐患。
起重机连杆组合臂架系统由于几何参数较多，变幅过程中各钢结构构件受力情况十分复杂，设计人员在应力分析计算时，采用ansys等有限元软件进行手工装配连杆结构而后再施加载荷分析每个工作幅度的各构件的受力情况，过程十分繁琐，模型装配及加载消耗的时间较长，分析效率低，工作量巨大且容易出错。并且无法预知各构件受力最危险的工况、幅度，仅能靠设计者的经验选择个别幅度、工况进行分析，有一定的不确定性、盲目性。ansys等有限元软件人机交互界面过于繁琐，手动计算存在不全面的诸多弊端。
因此，急于寻找一种分析计算系统，使其操作起来简单，得到计算结果精确，涵盖所有可能出现的工况、幅度。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种组合连杆应力自动分析方法及装置，该方法及装置实现了组合连杆系统在所有幅度下的自动装配、加载和分析，并提取仿真输出参数和结果，绘制出各构件各工况下结构应力-幅度变化曲线，全面分析了各构件在各个工作幅度、工况组合下的受力情况，得到所有工况下的应力云图。同时该装置进一步将核心有限元程序使用visualbasic程序语言进行封装，使得操作界面更加可视简单快捷，即使没有有限元软件操作经验的研发人员在不了解内核情况下也能熟练使用该程序进行分析计算，更高效准确的辅助设计。
本发明的第一目的是提供一种组合连杆应力自动分析方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种组合连杆应力自动分析方法，该方法包括：
获取组合连杆构件的几何参数、幅度和载荷分析参数；
根据分析参数自动完成连杆机构的组合装配及加载；
自动分析计算各幅度下连杆机构构件的强度、刚度和稳定性并存储计算结果；
绘制出各构件所受应力随幅度变化曲线图，并输出所有工况下的各构件及组合构件的应力云图。
进一步的，所述分析参数包括连杆构件的几何尺寸，连杆改变的幅度范围，有限元预定义网格大小，连杆幅度步长和连杆工作中所受载荷。
进一步的，所述载荷包括吊重载荷、惯性载荷、风载荷和自重载荷。
进一步的，所述连杆机构构件包括臂架、象鼻梁和大拉杆，所述连杆机构在臂架仰角变化时实现幅度的变化。
进一步的，所述臂架上设有齿条，所述齿条用于对臂架施加约束。
进一步的，所述连杆机构的组合装配及加载包括自动检测计算连杆构件外形装配关键节点，自动检测连杆构件需要施加载荷的坐标位置，自动将载荷施加在连杆构件的精确位置处，自动计算识别连杆构件的约束点位置坐标，并对该位置进行载荷约束。
进一步的，所述曲线图还包括象鼻梁头部高度随幅度变化曲线图。
进一步的，所述自动分析方法，还包括自动分析计算特定幅度或特定载荷下连杆构件的强度、刚度和稳定性，并输出相应的应力-幅度变化曲线图及应力云图。
本发明的第二目的是提供一种计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备设备的处理器加载并执行以下处理：
获取组合连杆构件的几何参数、幅度和载荷分析参数；
根据分析参数自动完成连杆机构的组合装配及加载；
自动分析计算各幅度下连杆机构构件的强度、刚度和稳定性并存储计算结果；
绘制出各构件所受应力随幅度变化曲线图，并输出所有工况下的各构件及组合构件的应力云图。
本发明的第三目的是提供一种组合连杆应力自动分析装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种组合连杆应力自动分析装置，包括：
参数输入模块，用于获取组合连杆构件的几何参数、幅度和载荷分析参数；
调用构件模块，用于根据分析参数自动完成连杆机构的组合装配及加载；
自动分析计算模块，用于自动分析计算各幅度下构件模块的强度、刚度和稳定性；
单一工况计算模块，用于计算单一工况条件下各构件模块的强度、刚度和稳定性；
齿条力计算模块，用于对各幅度下的齿条力进行计算；
存储模块，用于存储自动分析计算结果；
处理结果输出模块，绘制出各构件所受应力随幅度变化曲线图，并输出所有工况下的各构件及组合构件的应力云图。
本发明的有益效果：
(1)本发明的一种组合连杆应力自动分析方法及装置，运用模块化思想，使用简洁的处理步骤，实现组合臂架的自动化分析，简化了有限元分析的繁琐处理过程。
(2)本发明的一种组合连杆应力自动分析方法及装置，通过修改几何参数、幅度、载荷及其他参数，各种方案均能快速得出结果，极大的提高了分析效率，简化了分析方法，实现了组合臂架的自动分析方法，为技术人员提供了准确简便的设计平台。
(3)本发明将核心有限元程序使用visualbasic程序语言进行封装，使得操作界面更加可视简单快捷，即使没有有限元软件操作经验的研发人员在不了解内核情况下也能熟练使用该程序进行分析计算，更高效准确的辅助设计。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明组合连杆自动分析方法示意图；
图2(a)是本发明各构件模块参数示意图；
图2(b)是本发明参数输入界面示意图；
图3(a)～(c)是本发明构件模块的自动装配和加载结果显示应力云图示意图；
图4(a)～(d)分别是本发明装配好后的臂架模块、大拉杆模块、象鼻梁模块及连杆机构的应力云图显示示意图；
图5(a)～(d)分别是本发明臂架模块、大拉杆模块、象鼻梁模块应力随幅度变化曲线图及象鼻梁头部高度随幅度变化曲线示意图；
图6是本发明查看计算结果界面示意图；
图7是本发明单一特定幅度工况参数输入及结果查看界面示意图；
图8是本发明单一特定幅度工况参数输入及齿条力计算示意图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实施例使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
针对现有技术中存在的不足，解决现有技术针对起重机连杆组合臂架系统由于几何参数较多，变幅过程中各钢结构构件受力情况十分复杂，设计人员在应力分析计算时操作繁琐，易出错的问题，本发明提供了一种组合连杆应力自动分析方法及装置，通过将核心有限元程序使用visualbasic程序语言进行封装，实现了组合连杆系统在所有幅度下的自动装配、加载和分析。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例1的目的是提供一种组合连杆应力自动分析方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
如图1所示，
一种组合连杆应力自动分析方法，该方法包括：
步骤(1)：获取组合连杆构件的几何参数、幅度和载荷分析参数；
步骤(2)：根据分析参数自动完成连杆机构的组合装配及加载；
步骤(3)：自动分析计算各幅度下连杆机构构件的强度、刚度和稳定性并存储计算结果；
步骤(4)：绘制出各构件所受应力随幅度变化曲线图，并输出所有工况下的各构件及组合构件的应力云图。
如图2所示，在本实施例中，步骤(1)中，所述分析参数包括连杆构件的几何尺寸，连杆改变的幅度范围，有限元预定义网格大小，连杆幅度步长和连杆工作中所受载荷。
所述载荷包括吊重载荷、惯性载荷、风载荷和自重载荷。
如图3(a)所示，在本实施例中，步骤(2)中，所述连杆机构构件包括臂架、大拉杆和象鼻梁，所述连杆机构在臂架仰角变化时实现幅度的变化。
所述臂架上设有齿条，所述齿条用于对臂架施加约束。
如图3(b)所示，在本实施例中，步骤(2)中，所述连杆机构的组合装配及加载包括自动检测计算连杆外形装配关键节点，自动检测连杆构件中需要施加载荷的坐标位置，自动将载荷施加在连杆构件的精确位置处，自动计算识别构件模块的约束点位置坐标，并对该位置进行载荷约束。
图3(c)为进行自动加载计算后所显示的组合件的应力云图。
图4(a)～(d)为装配好后的臂架、大拉杆、象鼻梁及连杆机构的应力云图显示，可以直观的看出连杆机构在某载荷下所受应力的情况。
在本实施例中，步骤(4)中，所述曲线图还包括象鼻梁头部高度随幅度变化曲线图，具体如图5(d)所示。由图5(d)可以得出象鼻梁在变幅过程中的高度差值，进而可以判断组合连杆机构的几何尺寸的设计是否符合要求。
图5(a)～(c)为根据相关数据绘制出的各构件应力随幅度变化曲线图，从图5中可以一目了然的看出各构件在各个工作幅度、工况组合下的受力情况，及在相同载荷下的危险幅度位置。
图6为本发明的计算结果显示图，从图6中可以调用查看各个计算结果。
在本实施例中，所述自动分析方法，还包括自动分析计算特定幅度或特定载荷下构件模块的强度、刚度和稳定性，并输出相应的应力-幅度变化曲线图及应力云图。计算结果如图7所示。
在本实施例中，还可计算如图8所示的某一幅度工况下的齿条力，输入幅度、载荷、偏角、配重和风向参数后，选择graphics，点击“点击计算”即可弹出齿条力结果。
实施例2：
本实施例2的目的是提供一种计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备设备的处理器加载并执行以下处理：
获取组合连杆构件的几何参数、幅度和载荷分析参数；
根据分析参数自动完成连杆机构的组合装配及加载；
自动分析计算各幅度下连杆机构构件的强度、刚度和稳定性并存储计算结果；
绘制出各构件所受应力随幅度变化曲线图，并输出所有工况下的各构件及组合构件的应力云图。
本发明采用visualbasic程序语言开发用户界面，内部封装ansys有限元分析软件可识别的自定义的mac文件程序用于实现上述指令。
在本实施例中，计算机可读记录介质的例子还包括磁存储介质(例如，rom，ram，usb，软盘，硬盘等)、光学记录介质(例如，cd-rom或dvd)、pc接口(例如，pci、pci-express、wifi等)等。然而，本公开的各个方面不限于此。
实施例3：
本实施例3的目的是提供一种组合连杆应力自动分析装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
一种组合连杆应力自动分析装置，包括：
参数输入模块，用于获取组合连杆构件的几何参数、幅度和载荷分析参数；
调用构件模块，用于根据分析参数自动完成连杆机构的组合装配及加载；
自动分析计算模块，用于自动分析计算各幅度下构件模块的强度、刚度和稳定性；
单一工况计算模块，用于计算单一工况条件下各构件模块的强度、刚度和稳定性；
齿条力计算模块，用于对各幅度下的齿条力进行计算；
存储模块，用于存储自动分析计算结果；
处理结果输出模块，绘制出各构件所受应力随幅度变化曲线图，并输出所有工况下的各构件及组合构件的应力云图。
本发明的有益效果：
(1)本发明的一种组合连杆应力自动分析方法及装置，运用模块化思想，使用简洁的处理步骤，实现组合臂架的自动化分析，简化了有限元分析的繁琐处理过程。
(2)本发明的一种组合连杆应力自动分析方法及装置，通过修改几何参数、幅度、载荷及其他参数，各种方案均能快速得出结果，极大的提高了分析效率，简化了分析方法，实现了组合臂架的自动分析方法，为技术人员提供了准确简便的设计平台。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。