应用Pro_E和ANSYS软件设计液压支架的几点探讨

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应用ProE和ANSYS软件设计液压支架的几点探讨应用 ProP E和ANSYS软件设计液压支架的几点探讨 姚贵英1
， 卞 罡1
， 崔汉涛2
， 李秋生1
(1.河北工程大学 ， 河北 邯郸 056038 ; 2.中煤邯郸设计工程有限责任公司 ， 河北 邯郸 056031)
摘 要: 采取软件组合的方法 ，用 ProP E软件实现液压支架的三维参数化造型 ，然后导入AN2
SYS软件中进行有限元分析 ，这是提高液压支架设计水平的重要手段 ，介绍了利用该方法设计液压
支架的基本方法和技巧。
关键词: 液压支架; 三维造型; ANSYS; 有限元分析
中图分类号: TP31 ; TD355 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2008) 0320174202
Few of Discussion on Applying ProP E and ANSYS Softw are to Design
Hydraulic Support
YAO Gui - ying
1
， BIAN G ang
1
， CUI H an - tao
2
， LI Qiu - sheng
1
(1. Hebei University of Engineering ，Handan 056038 ，China ; 2. China Coal Handan Design Engineering Co. ，Ltd. ， Handan 056031 ，China)
Abstract :C ombining the s oftware ， applying ProP E to set up the 3D parameter modeling of hydraulic support ，
then switching into ANSYS for finite element method analyzing ， it is an important way of improving the design2
ing level for hydraulic support . Introduces the basic methods and techniques of designing hydraulic support .
Key words :hydraulic support ; three - dimension modeling ; ANSYS; finite element method analysis
0 引言
随着经济贸易的全球化，液压支架市澈争日
趋激烈 ，缩短开发周期 ，提高产品质量 ，降低成本以
及加快对市场的灵活反应 ，是广大开发商所追求的
目标。然而 ，传统的液压支架设计方式难以满足这
些要求 ，而功能强大、 易学易用的三维辅助设计分析
软件 ProP E和ANSYS可很好地满足这-要求。
1 液压支架虚拟样机的建立
ProP E是美国参数技术公司( PTC)开发的三维
造型设计系统。PTC提出的单-数据库、 参数化、 基
于特征、 全相关的概念已成为当今世界机械 CADP
CAMP CAE领域的新标准。ProP E是以特征为基础的
参数化设计系统 ，将特征视为最小的模型基础元素。
-个完整的零件模型是由若干个特征构成的 ，同样 ，
组件模型则是由若干个零件组合而成的。
零件 特征1 特征2 特征3 ;
组件 零件1 零件2 零件3 。
使用 ProP E建立产品模型的过程就是使用-定
的方式方法并按着-定顺序创建-系列特征的过
程 ，待构成零件或机器的所有特征创建成功了 ，整个
零件或机器的三维模型也就完成了。
(1)液压支架三维实体模型的建立可通过 自上
而下” 或 自下而上” 2 种方法去实现。 自上而下”
的设计是先设计总装图 ，然后拆部件和零件图 ，用这
种方法绘制图形前必须要注意零件间的约束关系。
自下而上” 的设计是先在 ProP E软件中通过特征造
型来生成液压支架的所有部件模型 ，然后在装配环
境中按装配关系逐个进行液压支架部件的装配 ，由
于液压支架各部件模型的设计是独立的 ，与其他部
件不存在相互关联 ，其重建、 修改方法比较简单。
(2)在 ProP E中 ，按照特征所处的地位不同 ，特
征分为基础特征和放置特征。其中 ，基础特征处于
基础地位 ，相当于制作零件的毛坯 ，而放置特征是依
赖于基础特征而存在的特征。因此 ，在建立零件模
型时 ，-般需先创建基础特征 ，然后再根据需要创建
其他特征。在液压支架各部件的建模中 ，分别选择
了底座的底板、 顶梁、 掩护梁的顶板作为基础特征。
基础特征的创建基本决定了其他特征的创建方式和
顺序 ，接下来再逐-创建其他特征。
(3)在建模过程中 ，-定要充分利用各构件之间
的位置关系和连接关系 ，选择合适的草绘平面、 参照
平面及特征的生成方式 ，即通过合理地设定各构件
间的父子关系 ，以尽量减少部件上的定位尺寸 ，方便
特征的修改和重定义 ，有效提高设计效率。
(4)对称的零件建模只需创建-半 ，再利用镜像
命令生成另-半零件模型 ，-定选择 复制为从属
项”，当-半改变时 ，镜像的特征也随之发生相同的
改变。这样 ，不仅简化了建模 ，而且可极大地提高系
统的处理速度。
(5)设计的液压支架模型在完成机构运动学目
标后 ，还要通过强度验算 ，确保液压支架总重量不超
过允许数值。因此 ，液压支架模型只有在通过强度
验算合格和总重量不超标的情况下 ，才能正式确定
下来 ，为了在分析过程中便于对液压支架模型进行