基于vb的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)方法
【專利說明】基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，屬起重機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在起重機(jī)械行業(yè)，如港口起重機(jī)具有典型的非標(biāo)特性和單件產(chǎn)品的定制性，設(shè)計(jì)周期長，產(chǎn)品更新緩慢，工況復(fù)雜、計(jì)算量大，每種設(shè)計(jì)因素的變化都會(huì)產(chǎn)生一種新的產(chǎn)品變型，但這些變型產(chǎn)品往往都是在已有機(jī)型上進(jìn)行改進(jìn)與變型。
[0003]卷筒作為起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)重要的承載部件，其性能直接影響到起重機(jī)的工作效率。卷筒設(shè)計(jì)會(huì)因起重量、起升高度、鋼絲繩直徑、起升速度、工作級(jí)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(biāo)準(zhǔn)化、系列化。為了縮短卷筒的設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率及企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力，增強(qiáng)設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，本發(fā)明利用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，基于VB開發(fā)語言、結(jié)合Solidworks和ANSYS的接口技術(shù)，開發(fā)出卷筒參數(shù)化系統(tǒng)，從而達(dá)到快速適應(yīng)用戶需求多變的目的。
[0004]Solidworks是一種三維機(jī)械CAD軟件，提供了自由、開放、功能完整的API開發(fā)工具接口。目前參數(shù)化建模技術(shù)大致如下:運(yùn)用Solidworks內(nèi)部操作自動(dòng)生成Excel或者導(dǎo)入外部已經(jīng)建立的Excel系列零件表建立數(shù)據(jù)庫，通過輸入數(shù)據(jù)或者調(diào)用已有數(shù)據(jù)來改變模型，達(dá)到參數(shù)化設(shè)計(jì)的目的。此方法輸入的數(shù)據(jù)，需經(jīng)過設(shè)計(jì)者計(jì)算出卷筒的各尺寸參數(shù)后才能得到，其只是省去了三維建模的時(shí)間，然而設(shè)計(jì)時(shí)最主要的還是在于設(shè)計(jì)參數(shù)的獲得，上述參數(shù)化建模缺陷仍然非常明顯。
[0005]再者，隨著物流運(yùn)輸業(yè)的不斷擴(kuò)大，起重機(jī)也出現(xiàn)了向大型化發(fā)展的趨勢(shì)，卷筒作為起重機(jī)的關(guān)鍵零部件，對(duì)其要求也越來越大。起重機(jī)的工況是多變的，起重機(jī)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(yīng)地增加。隨著卷筒壁厚的增大，卷筒的重量隨之增加，生產(chǎn)制造卷筒的難度和生產(chǎn)成本相應(yīng)地也會(huì)提高，如何減少壁厚，由于現(xiàn)有卷筒壁厚的設(shè)計(jì)過于保守，因此導(dǎo)致壁厚普遍偏大，在設(shè)計(jì)時(shí)如果能引入ANSYS進(jìn)行卷筒的穩(wěn)定性分析，將克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的保守設(shè)計(jì)，減少卷筒的壁厚，從而降低生產(chǎn)難度和成本。然而在對(duì)卷筒進(jìn)行ANSYS分析前，需要進(jìn)行簡(jiǎn)化建模，材料等參數(shù)的設(shè)定，前處理非常麻煩，因此限制了有限元分析在卷筒設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，現(xiàn)有設(shè)計(jì)者更多的是采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法來適當(dāng)減少壁厚，難以形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]為了縮短產(chǎn)品的研發(fā)或改型時(shí)間，進(jìn)而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)效率及企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力，要求所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品需要更好的滿足適應(yīng)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是，為了縮短作為非標(biāo)準(zhǔn)件的卷筒的研發(fā)和改型時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率和對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力，提高設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，同時(shí)降低了有限元分析軟件在卷筒設(shè)計(jì)過程應(yīng)用的難度，從而提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低了設(shè)計(jì)成本，
本發(fā)明提出一種基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟:
步驟1，建立VB人機(jī)交互界面，設(shè)置VB與Solidworks和ANSYS的接口 ；
步驟2，在VB人機(jī)交互界面輸入卷筒的設(shè)計(jì)參數(shù)；
步驟3，VB對(duì)輸入的設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部自帶的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行計(jì)算，得出卷筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，將計(jì)算出的卷筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)傳值進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部；
步驟4，VB調(diào)用Solidworks建立的主模型，利用步驟3得到的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，驅(qū)動(dòng)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(jù)卷筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料參數(shù)修改其內(nèi)部自帶的設(shè)計(jì)程序中的APDL命令流中的參數(shù)，再通過VB驅(qū)動(dòng)ANSYS在電腦后臺(tái)運(yùn)行，并且調(diào)用APDL命令流驅(qū)動(dòng)ANSYS對(duì)卷筒進(jìn)行屈曲分析，得到卷筒的應(yīng)力云圖；
步驟6，VB調(diào)用ANSYS的分析結(jié)果，并將應(yīng)力云圖在VB上顯示。
[0009]進(jìn)一步，步驟2中輸入的卷筒的設(shè)計(jì)參數(shù)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(jí)別和滑輪組倍率。
[0010]進(jìn)一步，步驟3所述的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為:繩槽相關(guān)尺寸、卷筒直徑相關(guān)尺寸和卷筒長度相關(guān)尺寸。
[0011 ] 進(jìn)一步，在執(zhí)行步驟5之前，通過VB先對(duì)卷筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，該簡(jiǎn)化包括繩槽形狀簡(jiǎn)化和尺寸大小簡(jiǎn)化。
[0012]進(jìn)一步，對(duì)步驟3中計(jì)算得出的卷筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)值中的卷筒內(nèi)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(shù)、繩槽節(jié)距和兩端伸出部分長度進(jìn)行手動(dòng)圓整，以及在步驟4和步驟5中均對(duì)該參數(shù)進(jìn)行顯示，并提供手動(dòng)修改的方式，然后進(jìn)行確定或清空操作，進(jìn)行確定后則進(jìn)行后續(xù)步驟，進(jìn)行清空后則重新修改該主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0013]進(jìn)一步，步驟6中ANSYS的分析結(jié)果通過主視圖、俯視圖、左視圖和等軸測(cè)視圖四種應(yīng)力云圖進(jìn)行顯示。
[0014]進(jìn)一步，步驟2至步驟6均能返回到前一步驟進(jìn)行操作。
[0015]基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)方法由基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明一種基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括登陸界面模塊、設(shè)計(jì)進(jìn)入界面模塊、參數(shù)輸入界面模塊、參數(shù)計(jì)算界面模塊、鏈接Solidworks界面模塊、鏈接ANSYS界面模塊和分析結(jié)果界面模塊。登陸界面模塊連接設(shè)計(jì)進(jìn)入界面模塊；設(shè)計(jì)進(jìn)入界面模塊再連接參數(shù)輸入界面模塊；參數(shù)輸入界面模塊再連接參數(shù)計(jì)算界面模塊；參數(shù)計(jì)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(jié)果界面模塊。
[0017]所述登陸界面模塊，用于進(jìn)行用戶識(shí)別。
[0018]所述設(shè)計(jì)進(jìn)入界面模塊，用于選擇進(jìn)入?yún)?shù)輸入界面模塊。
[0019]所述參數(shù)輸入界面模塊，用于輸入卷筒的設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0020]所述參數(shù)計(jì)算界面模塊，用于計(jì)算并得出卷筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及用于將該主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行傳值、確定、清空和圓整的操作。
[0021]所述鏈接Solidworks界面模塊，用于調(diào)用Solidworks建立的主模型，并用于將參數(shù)計(jì)算界面模塊得到的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)載入Solidworks中并驅(qū)動(dòng)生成三維圖和二維圖的操作，以及用于將該主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行清空、修改和確定的操作。
[0022]所述鏈接ANSYS界面模塊，用于根據(jù)卷筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料參數(shù)修改APDL命令流中的參數(shù)，以及用于驅(qū)動(dòng)ANSYS進(jìn)行后臺(tái)運(yùn)行，并用于調(diào)用該APDL命令流驅(qū)動(dòng)ANSYS對(duì)卷筒進(jìn)行屈曲分析并得到卷筒的應(yīng)力云圖的操作，以及用于將該主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化、清空、修改和確定的操作。
[0023]所述分析結(jié)果界面模塊，用于調(diào)用ANSYS屈曲分析結(jié)果并顯示，以及用于選擇不同應(yīng)力云圖進(jìn)行查看的操作。
[0024]本發(fā)明將VB、Solidworks和ANSYS之間建立的連接關(guān)系應(yīng)用于起重機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，通過VB開發(fā)程序分別與Solidworks和ANSYS建立接口，再通過VB的人機(jī)交互界面輸入設(shè)計(jì)參數(shù)，以及通過VB系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)程序自動(dòng)計(jì)算得到卷筒的各主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，再通過VB將這些參數(shù)載入Solidworks建立的主模型中，并驅(qū)動(dòng)Solidworks生成卷筒的三維和二維圖，VB再根據(jù)卷筒的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和卷筒的材料參數(shù)修改APDL命令流并讀入ANSYS中，從而驅(qū)動(dòng)ANSYS自動(dòng)進(jìn)行屈曲分析。
[0025]應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，只需在VB人機(jī)交互界面中輸入卷筒的設(shè)計(jì)參數(shù)，再通過簡(jiǎn)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(jié)果，縮短了作為非標(biāo)準(zhǔn)件的卷筒的研發(fā)和改型時(shí)間，提高設(shè)計(jì)效率和對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力，從而提高了設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低了設(shè)計(jì)成本，同時(shí)降低了有限元分析軟件在卷筒設(shè)計(jì)過程應(yīng)用的難度，使一般人群也能使用。
[0026]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明將VB、Solidworks和ANSYS之間建立的連接關(guān)系應(yīng)用于起重機(jī)卷筒的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。應(yīng)用本發(fā)明進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者無需懂得如何使用Solidworks和ANSYS，只需在VB人機(jī)交互界面中輸入卷筒的設(shè)計(jì)參數(shù)后再進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作后，即可得到所需的三維圖和二維圖，以及屈曲分析結(jié)果，最多也就根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)VB顯示的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行修改的操作。然后根據(jù)屈曲分析結(jié)果，可回到參數(shù)計(jì)算界面模塊對(duì)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性的修改，即可以得到壁厚等合適的卷筒，且不會(huì)出現(xiàn)憑借個(gè)人主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)而帶來的設(shè)計(jì)不統(tǒng)一，甚至部分設(shè)計(jì)不合理的缺陷。
[0027]本發(fā)明縮短了作為非標(biāo)準(zhǔn)件的卷筒的研發(fā)和改型時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率和對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，同時(shí)降低了有限元分析軟件在卷筒設(shè)計(jì)過程應(yīng)用的難度，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低了設(shè)計(jì)成本。
[0028]本發(fā)明適用于起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)方法的主要流程圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明【具體實(shí)施方式】如圖1和圖2所示ο
[0031]如圖1所示，是本發(fā)明基于VB的起重機(jī)卷筒參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟: 步驟1，建立VB人機(jī)交互界面，設(shè)置VB與Solidworks和ANSYS的接口。
[0032]步驟2，在VB人機(jī)交互界面輸入卷筒的設(shè)計(jì)參數(shù)。卷筒的設(shè)計(jì)參數(shù)包為:卷筒形式包括雙聯(lián)卷筒和單聯(lián)卷筒；卷筒材料包括鋼制卷筒和鑄造卷筒；根據(jù)起重量確定的鋼絲繩直徑和