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ANSYS在工程机械CAE中的应用 |
SPMC在其网站的专有技术方面对ANSYS软件在该公司的应用中作了如下四个方面的总结：
ANSYS目前在我厂的以下四个领域得到广泛应用。
a. 产品设计和研制，如外高桥桥吊、2000型轻型桥吊、BIW系列门机、烟台桥吊，等等产品的设计和开发都是利用ANSYS来对其进行分析的。
b. 制造工艺，如桥吊前大梁预拱度的确定，总装过程中，几台门机的协作工艺等。
c. 发运加固，如BIW门机的发运加固方案、缅甸门机和越南桥吊的发运加固方案分析等。
d. 维修改造，如老门机和桥吊的维修及改造方案，承载能力评估等。
ANSYS能为工程机械产品开发和研制提供强有力的帮助
ANSYS是一个综合的分析系统，致力于全方位地解决企业产品设计、研制和改进中遇到的问题，在工程机械领域拥有广泛的拥护群，也积累了很多的成功应用经验，下面就具体介绍一下ANSYS软件在玉柴工程机械的产品设计和制造过程中所能发挥的作用。
合适的CAE软件或CAE解决方案应该满足下列的要求：
● 分析结果准确，结算的结果应该真正对设计研发起到真正的作用；
● 具有优化功能；
● 方便易用，CAE软件必须工程化；
● 与现有CAD软件之间的无缝连接。
目前，工程机械生产商使用了多种三维CAD设计软件，ANSYS有与所有流行CAD软件的双向接口，这样CAE软件和CAD软件之间实现完全无缝的连接。而且可以将CAE分析的结果传递给CAD软件，这样使优化结果直接产生为CAD模型，对企业研发来讲非常方便。
工程机械结构及其零部件的结构静力学分析
工程机械在整个作业循环过程中受到的载荷包括结构本身的自重，物料的重量，运行的牵引、制动和回转惯性力。通过ANSYS的静力分析可以让设计人员对所设计的结构在每种工况所确定的载荷的作用下其结构的强度、刚度及屈曲稳定性情况有一个全面而准确的了解。根据计算所得到的结构上各处位移和应力的分布结果结合相应的设计标准或规范，判断所设计的结构可靠性和经济性，在此基础上进行改进或优化设计，从而避免某些结构或零部件由于过大的应力或压曲失稳而损坏、并控制机械结构整体及其零部件的刚性性能。另外，对于那些所受应力较小、结构材料利用不充分的区域可以结合加工和制造工艺的实际情况进行材料板厚减薄、截面尺寸减小等，从而达到设计阶段的成本降低控制。
整个机械是由多个部件通过螺栓、铰、齿轮等装配而成，局部区域的准确分析就不能忽略各部件间的接触关系，ANSYS由于有强大而容易实现的自动面面接触和点面接触这种复杂的非线性分析功能，以及螺栓、连杆、绳索等专用单元，因而可对由螺栓、紧固、捆绑或销钉等方式连接起来的整体结构进行准确的分析，从而得到可靠结论，这是ANSYS软件的一个独特的功能。
工程机械结构及其零部件的动力学分析
工程机械结构在工作过程中承受一定的动态激励载荷。可以采用ANSYS的瞬态(时程)分析来定量地确定机械结构能否承受这些载荷、承载寿命是多少等。同时，ANSYS的谐波响应分析、单点和多点响应谱分析、随机振动分析等动态分析功能可以以非常简便的方式来计算出机械系统各部件在上述激励载荷作用下的响应问题。对挖掘和装载机械设备而言，司机室在工作过程中的振动频率和幅值都应控制在一定的范围内，以免影响司机的工作效率，通过ANSYS的动力学分析就能够求得司机室在工作过程中的频率和幅值响应，进而来判断司机室结构动态设计的合理性。
工程机械总体结构及其零部件的疲劳分析和优化设计
挖掘设备在掘料、变幅、回转、运行、卸料的典型工作循环过程中，象动臂、连杆及支架等主要构件受到交替变化的应力的作用容易产生疲劳，另外工程机械在制造过程中结构构件大量的使用焊缝，而焊缝往往是扩张裂纹的起源，ANSYS的高级疲劳分析程序能够很好地解决母材和焊缝的疲劳寿命预测。疲劳计算的应力数据是基于静力计算的数据，把静力计算的数据按比例迭加到应力-时程中，进而用来进行疲劳计算。另外，对于焊缝疲劳分析，ANSYS/FE-SAFE内固化有BS7608英国结构疲劳设计规范，可以有效地对焊缝的疲劳进行计算。 |
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