[发明专利]基于VB的起重机卷筒参数化设计方法

说明书

  

技术领域    

本发明涉及一种基于VB的起重机卷筒参数化设计方法，属起重机技术领域。

背景技术    

在起重机械行业，如港口起重机具有典型的非标特性和单件产品的定制性，设计周期长，产品更新缓慢，工况复杂、计算量大，每种设计因素的变化都会产生一种新的产品变型，但这些变型产品往往都是在已有机型上进行改进与变型。

卷筒作为起重机起升机构重要的承载部件，其性能直接影响到起重机的工作效率。卷筒设计会因起重量、起升高度、钢丝绳直径、起升速度、工作级别、滑轮组倍率等因素的改变而随之改变，因而卷筒难以完全标准化、系列化。为了缩短卷筒的设计周期，提高设计效率及企业对市场的快速响应能力，增强设计的适应性，本发明利用参数化设计方法，基于VB开发语言、结合Solidworks和ANSYS的接口技术，开发出卷筒参数化系统，从而达到快速适应用户需求多变的目的。

Solidworks是一种三维机械CAD软件，提供了自由、开放、功能完整的API开发工具接口。目前参数化建模技术大致如下：运用Solidworks内部操作自动生成Excel或者导入外部已经建立的Excel系列零件表建立数据库，通过输入数据或者调用已有数据来改变模型，达到参数化设计的目的。此方法输入的数据，需经过设计者计算出卷筒的各尺寸参数后才能得到，其只是省去了三维建模的时间，然而设计时最主要的还是在于设计参数的获得，上述参数化建模缺陷仍然非常明显。

再者，随着物流运输业的不断扩大，起重机也出现了向大型化发展的趋势，卷筒作为起重机的关键零部件，对其要求也越来越大。起重机的工况是多变的，起重机的起升重量增加，钢丝绳的直径也随之增加，卷筒的壁厚也相应地增加。随着卷筒壁厚的增大，卷筒的重量随之增加，生产制造卷筒的难度和生产成本相应地也会提高，如何减少壁厚，由于现有卷筒壁厚的设计过于保守，因此导致壁厚普遍偏大，在设计时如果能引入ANSYS进行卷筒的稳定性分析，将克服传统设计的保守设计，减少卷筒的壁厚，从而降低生产难度和成本。然而在对卷筒进行ANSYS分析前，需要进行简化建模，材料等参数的设定，前处理非常麻烦，因此限制了有限元分析在卷筒设计中的应用，现有设计者更多的是采用传统的设计方法和工作经验相结合的方法来适当减少壁厚，难以形成统一的标准。

为了缩短产品的研发或改型时间，进而提高产品设计质量、设计效率及企业对市场的快速响应能力，要求所设计出的产品需要更好的满足适应性。

发明内容    

本发明的目的是，为了缩短作为非标准件的卷筒的研发和改型时间，提高设计效率和对市场的快速响应能力，提高设计的适应性，同时降低了有限元分析软件在卷筒设计过程应用的难度，从而提高了产品的设计质量，降低了设计成本，

本发明提出一种基于VB的起重机卷筒参数化设计方法。

实现本发明的技术方案是，基于VB的起重机卷筒参数化设计方法，包括如下步骤：

步骤1，建立VB人机交互界面，设置VB与Solidworks和ANSYS的接口；

步骤2，在VB人机交互界面输入卷筒的设计参数；

步骤3，VB对输入的设计参数根据系统内部自带的设计程序进行计算，得出卷筒的主要结构参数，将计算出的卷筒的主要结构参数传值进入系统内部；

步骤4，VB调用Solidworks建立的主模型，利用步骤3得到的主要结构参数，驱动Solidworks生成三维图和/或二维图；

步骤5，通过VB的文本接口，VB根据卷筒的主要结构参数和材料参数修改其内部自带的设计程序中的APDL命令流中的参数，再通过VB驱动ANSYS在电脑后台运行，并且调用APDL命令流驱动ANSYS对卷筒进行屈曲分析，得到卷筒的应力云图；

步骤6，VB调用ANSYS的分析结果，并将应力云图在VB上显示。

进一步，步骤2中输入的卷筒的设计参数为：卷筒形式、卷筒材料、钢丝绳直径、钢丝绳的最大静拉力、起升高度、工作级别和滑轮组倍率。

进一步，步骤3所述的主要结构参数为：绳槽相关尺寸、卷筒直径相关尺寸和卷筒长度相关尺寸。

进一步，在执行步骤5之前，通过VB先对卷筒的结构参数进行简化，该简化包括绳槽形状简化和尺寸大小简化。