基于cae的垃圾车铲斗模拟优化系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及基于CAE (计算机辅助工程)分析的优化系统，尤其是一种基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统。
【背景技术】
[0002]CAE指工程设计中的计算机辅助工程，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能等。而CAE软件可做静态结构分析，动态分析，研宄线型和非线性的问题，分析结构、流体、电磁等等。
[0003]CAE通常是运用有限元分析和机构的动力学及运动学分析。有限元分析能够完成力学分析、场分析、频率响应和结构优化等；而机构分析能完成机构内零部件的位移、速度、加速度和力的计算，机构的运动模拟及机构参数的优化。
[0004]有限元方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易计算的单元来表示复杂的对象，单元之间通过节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称之为有限元法。这种方法的灵活性很大，只要改变单元的数目就可以改变所求结果的精确度，得到与实际情况无限接近的解。
[0005]垃圾车的铲斗是垃圾车上的重要部件，负责铲挖垃圾，在实际的生产过程中，为了满足铲斗的强度，往往需要对生产出的样品铲斗进行不同工况下的强度试验，这样不但浪费生产成本，而且浪费大量人力物力，生产效率降低。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:为了能够模拟出垃圾车铲斗的实际工况下的强度，从而提高产品的质量，对铲斗进行优化处理，提供一种基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统，包括几何建模模块、网格生成模块、材料定义模块、单元特性定义模块、载荷及边界条件定义模块、参数运算模块和结果处理分析模块，其中，
[0008]所述几何建模模块用于根据对垃圾车铲斗的形状、位置、表现形式等数据通过几何建模模块的基本元素点、直线和面来进行垃圾车的建模。
[0009]所述网格生成模块用于将在所述几何建模模块中建立的模型进行网格自动划分，即将垃圾车的铲斗结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元与单元之间是通过有限个节点连接的。
[0010]所述材料定义模块用于对垃圾车铲斗的几何模型进行材料定义，定义的材料与垃圾车铲斗的实际材料力学性质一致。
[0011]所述单元特性定义模块用于赋予单元以物理特性，使单元具有力学意义，例如铲斗的横截面形状以及铲斗的板厚。
[0012]所述载荷及边界条件定义模块用于提供负载和约束，对铲斗的有限元分析过程需要对铲斗的某个自由度进行约束，在需要进行分析的单元上附加载荷。
[0013]所述参数运算模块用于根据待解决的问题类型，从数值计算的角度选择适当的计算方法。
[0014]所述结果处理分析模块用于对计算结果进行分析和评价处理，如发现铲斗的某个力学性能或结构性能数值有偏差或者不符合某一工况要求，则重新进行几何建模，再次回到所述几何建模模块。
[0015]进一步地，为了实现对垃圾车铲斗CAE分析的优化目的，所述的CAE可以使用ANSYS0
[0016]本发明的有益效果是:本发明的基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统，通过对垃圾车上铲斗的有限元分析，模拟出在特定的工况下，铲斗的力学性能和结构性能状况，根据分析结果，可以对铲斗的各项力学性能以及结构性能进行优化设计，从而提高铲斗的质量，以满足现实使用工况中的要求。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0018]图1是本发明的基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统的原理示意图。
[0019]图中:1、几何建模模块，2、网格生成模块，3、材料定义模块，4、单元特性定义模块，5、载荷及边界条件定义模块，6、参数运算模块，7、结果处理分析模块。
【具体实施方式】
[0020]现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0021]参照图1所示，本发明的基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统，包括几何建模模块
1、网格生成模块2、材料定义模块3、单元特性定义模块4、载荷及边界条件定义模块5、参数运算模块6和结果处理分析模块7，其中，
[0022]所述几何建模模块I用于根据对垃圾车铲斗的形状、位置、表现形式等数据通过几何建模模块I的基本元素点、直线和面来进行垃圾车的建模。
[0023]所述网格生成模块2用于将在所述几何建模模块I中建立的模型进行网格自动划分，即将垃圾车的铲斗结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元与单元之间是通过有限个节点连接的。
[0024]所述材料定义模块3用于对垃圾车铲斗的几何模型进行材料定义，定义的材料与垃圾车铲斗的实际材料力学性质一致。
[0025]所述单元特性定义模块4用于赋予单元以物理特性，使单元具有力学意义，例如铲斗的横截面形状以及铲斗的板厚。
[0026]所述载荷及边界条件定义模块5用于提供负载和约束，对铲斗的有限元分析过程需要对铲斗的某个自由度进行约束。
[0027]所述参数运算模块6用于根据待解决的问题类型，从数值计算的角度选择适当的计算方法。
[0028]所述结果处理分析模块7用于对计算结果进行分析和评价处理，如发现铲斗的某个力学性能或结构性能数值有偏差或者不符合某一工况要求，则重新进行几何建模，再次回到所述几何建模模块I。
[0029]进一步地，为了实现对垃圾车铲斗CAE分析的优化目的，所述的CAE可以使用ANSYS，ANSYS是世界范围内增长最快的CAE软件，能够与多数CAD (计算机辅助设计)软件接口实现数据的共享与交换。ANSYS功能强大，操作简单方便，现已成为世界上最流行的有限元分析软件。
[0030]下面结合图1说明本发明的基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统的原理:根据分析对象垃圾车铲斗进行几何建模，一般通过点、线、面来实现，针对建立的几何模型进行网格自动划分，分割成许多以节点相互连接的单元，之后定义铲斗的材料和铲斗的截面形状等物理特性，然后对某个自由度进行限制和约束，以便于对分析的单元施加载荷，根据要解决的问题，选择正确的计算类型和方法，从而获得求解过程，最后对所得结果进行分析和评价，检验各力学性能和结构性能是否符合实际工况的要求。
[0031]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统，其特征在于:包括几何建模模块(I)、网格生成模块(2)、材料定义模块(3)、单元特性定义模块(4)、载荷及边界条件定义模块(5)、参数运算模块(6)和结果处理分析模块(7)，其中， 所述几何建模模块(I)用于根据对垃圾车铲斗的形状、位置、表现形式等数据通过几何建模模块(I)的基本元素点、直线和面来进行垃圾车的建模。 所述网格生成模块(2)用于将在所述几何建模模块(I)中建立的模型进行网格自动划分，即将垃圾车的铲斗结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元与单元之间是通过有限个节点连接的。 所述材料定义模块(3)用于对垃圾车铲斗的几何模型进行材料定义，定义的材料与垃圾车铲斗的实际材料力学性质一致。 所述单元特性定义模块(4)用于赋予单元以物理特性，使单元具有力学意义，例如铲斗的横截面形状以及铲斗的板厚。 所述载荷及边界条件定义模块(5)用于提供负载和约束，对铲斗的有限元分析过程需要对铲斗的某个自由度进行约束，在需要进行分析的单元上附加载荷。 所述参数运算模块(6)用于根据待解决的问题类型，从数值计算的角度选择适当的计算方法。 所述结果处理分析模块(7)用于对计算结果进行分析和评价处理，如发现铲斗的某个力学性能或结构性能数值有偏差或者不符合某一工况要求，则重新进行几何建模，再次回到所述几何建模模块(I)。
2.如权利要求1所述的基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统，其特征在于:所述的CAE可以使用ANSYS。
【专利摘要】本发明提供一种基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统，包括几何建模模块、网格生成模块、材料定义模块、单元特性定义模块、载荷及边界条件定义模块、参数运算模块和结果处理分析模块，本发明的基于CAE的垃圾车铲斗模拟优化系统，通过对垃圾车上铲斗的有限元分析，模拟出在特定的工况下，铲斗的力学性能和结构性能状况，根据分析结果，可以对铲斗的各项力学性能以及结构性能进行优化设计，从而提高铲斗的质量，以满足现实使用工况中的要求。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104615818
【申请号】CN201510042528
【发明人】朱陆林, 吴志强, 包成栋
【申请人】武进高新技术创业服务中心
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月27日