基于ANSYS的双柱式汽车举升机设计【含图纸文档】
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黑龙江工程学院本科生毕业设计第1章 绪 论1.1 选题背景、研究目的和意义近年来，我国汽车业蓬勃发展,尤其是轿车行业，多年来轿车进入普通家庭的梦想已经成为现实，汽车维修行业也随之得到大力发展，各种维修设备的需求迅速扩大， 汽车举升机是维修厂必备的，也是最重要的维修机械。汽车举升机一般分为立柱式和剪式两种，无论哪一种，它的作用都是将需要维修的汽车水平提升到合适的高度，以便于维修工人在汽车底盘下方对汽车进行维修，正因为维修人员要在汽车的下面，因此要求举升机一定要安全可靠，否则一旦发生危险，后果不堪设想。因此，对汽车举升机的安全性进行研究将具有重大的意义。目前使用的汽车举升机可能发生汽车坠落的原因较多，有安装基础不牢、自锁装置失效、立柱或拖臂变形、单侧托臂突然下落、板式链断裂、液压油路爆裂、汽车拖垫打滑等，经过对失效的举升机进行检测分析发现,这些事故的主要原因往往是设计上存在着缺陷。因此，如何提高汽车举升机设计上的稳定性及可靠性是摆在我们面前的一个重要研究课题。计算机仿真技术是一种崭新的产品开发技术，是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展的一项计算机辅助工程技术，该技术一出现，立即受到了工业发达国家的有关科研机构和企业公司的极大重视，许多著名的制造厂商纷纷将计算机仿真技术引入各自的产品开发，取得了良好的经济效益，它是建造物理样机之前，通过建立机械系统的数字模型（即虚拟样机）进行仿真分析，并用图形显示该系统在真实工作条件下的运动特性，辅助修改设计方案。本课题研究利用计算机仿真技术，对汽车举升机进行强度、刚度、稳定性、可靠性及动态特性等方面进行研究与分析，修正设计上存在的缺陷，不仅可以为汽车举升机的设计制造提供重要的理论依据，而且对于提高举升机的安全性具有重大的现实意义。该项目的研究方法，也可应用于汽车举升机新产品的研究开发中，可以缩短新产品研制周期，减少研制经费，提高设计精度和效率，与此同时该方法还可以被同类产品所应用与借鉴，经济效益和社会效益显著。1.2 国内外研究现状随着汽车行业的蓬勃发展，汽车修理行业也迎来巨大的市场需求。在维修领域中，常以汽车举升机作为重要工具。它的作用都是将需要维修的汽车水平提升到合适的高度，以便于维修工人在汽车底盘下方对汽车进行维修，正因为维修人员要在汽车的下面，因此要求举升机一定要安全可靠，否则一旦发生危险，后果不堪设想。我国生产的举升机性能还不算稳定。举升时存在保险不可靠、举升不平衡、钢丝绳断裂、横梁脱落等。是影响举升安全的不稳定因素。因此加强举升机的安全性和稳定性是我国举升机行业迫切解决的问题。而本课题研究运用虚拟样机技术对车辆举升设备的虚拟设计，在产品制造之前运用ANSYS软件进行仿真研究，可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率，为生产实际提供理论支持2。举升机在汽车维修养护中发挥着至关重要的作用，无论整车大修，还是小修保养，都离不开它。在规模各异的维修养护企业中，无论是维修多种车型的综合类修理厂，还是经营范围单一的街边店（如轮胎店），几乎都配备有举升机。举升机的重要性和普及性，决定了它是一种备受专业人士和经营管理者重视的设备。目前，发达国家（如美国）生产的汽车举升机质量较好、性能较稳定、设备操作简单，在经销商中口碑良好。我国的汽车举升机是20世纪90年代依据国外的产品技术生产的，到现在举升机市场已经拥有近百个中外品牌，产品系列成百上千。然而国内汽车举升机虽然也相对定型，但很多产品性能还不够稳定，故障多，可靠性差，外观不够美观，在产品设计、技术开发等方面都还有很多地方有待改进。因此，进一步提高产品性能与可靠性，是国内举升机任重道远且亟需改进的地方。计算机仿真技术在一些发达国家,如美国、德国、日本等已得到广泛应用,应用领域从汽车制造业、工程机械、航空航天业、造船业、机械电子工业、国防工业、医学及工程咨询等多方面。目前,计算机仿真技术已在我国得到了应用与推广,主要在汽车、航天航空、武器制造、机械工程等方面。但从我国目前的情况来看,计算机仿真技术主要在汽车制造业和武器装备制造业中应用较为广泛,但只停留在初步应用阶段。我国对于计算机仿真技术的应用领域和技术水平还很低,但是却有很大的提升空间。计算机仿真技术在工程中的应用是通过界面友好、功能强大、性能稳定的商业化计算机软件来实现的。目前，在我国还没有出现利用计算机仿真技术对汽车举升机进行研究，只有将汽车举升机的工程实践和计算机仿真技术结合起来，才能真正加快汽车举升机产品的发展历程，为此，本课题基于计算机仿真平台，应用当前CAD/CAE领域应用比较广泛的三维软件Pro/E、有限元软件ANSYS，进行汽车举升机的强度、刚度、稳定性及动态特性等方面的计算机仿真研究与分析，可以代替举升机物理样机的前期试验，为我国汽车举升机产品的设计、技术开发方面提供更多的理论参考，进一步提高国产汽车举升机的稳定性和可靠性，提高产品的市场竞争力。1.3 举升机的发展方向与前景 对汽车维修保养行业而言，举升机一定要安全可靠、维护简单，否则在一定程度上会影响工作效率。而传统的机械式举升机安全性较差，所需的维护工作较多，已基本被液压式举升机取代。它具有安全性能好、维护周期长以及工作效率高等优点。国内汽车举升机品牌繁多，质量高低参差不齐，除少数大型专业化企业具有较强的研发队伍、完备地制造设施、完善地质量监控手段外，大多数生产厂场地狭小、制造设施落后、监控手段单一。国内举升机结构上大同小异，在安全保护上也比较雷同。主要零部件有立柱、升降臂、液压动力单元、油缸、保险。在安全保护装置上，不能做到在任何时候都能起到作用。在智能化、人性化上涉及较少。国外举升机在结构、选材上比国内有优势外，在安全性上有比较明显的优势。国外举升机在钢丝绳断裂、油管爆裂、下降过程意外情况等可能情况的安全研究和应用都有涉足。随着汽车技术开发的日新月异，举升机在设计方面越来越智能化和人性化，将会向遥控、电脑控制方向发展。同时随着技术的不断成熟，其标准也将逐步统一化。技术先进、质量稳定的产品将占领市场。1.4 研究内容和研究方法1.4.1 研究内容主要内容如下。（1）双柱式汽车举升机而为总体结构设计及校核；（2）双柱式举升机Pro/E三维实体模型，并进行虚拟装配及干涉检查；（3）举升机关键零件ANSYS有限元分析；（4）举升机液压控制系统设计。1.4.2 研究方法（1）深入研究双柱式汽车举升机的结构形式、工作原理及力学特性，建立双柱式举升机的数学模型，合理选取仿真分析的研究平台；（2）以三维建模软件Pro/E为图形平台，建立双柱式汽车举升机的三维实体模型并进行虚拟装配及干涉检查；（3）将双柱式汽车举升机三维实体模型通过专用模型数据转换接口导入ANSYS，获得不同压力场的应力、应变及位移分布状况，具体流程如图1.1所示。通过上述研究方法，进一步提高举升机的稳定性及安全性，可以代替举升机物理样机的前期试验，为举升机设计提供理论参考10。转换接口 N仿真结论分析撰写设计说明书是否合理NN是否合理YYPro/E整机装配及干涉检查调研、收集资料及总体方案论证汽车举升机结构设计及校核ANSYS有限元分析Pro/E三维实体建模图1.1 举升机设计流程图第2章 双柱式汽车举升机结构设计2.1 双柱式举升机概述2.1.1 常用汽车举升机的结构类型目前，全国生产汽车举升机的厂家较多，生产的举升机的形式也比较繁多，有双柱式举升机、四柱式、剪式、组合移动汽车式等。仅从举升机的外型来分类的基本形式就有：普通双柱式、龙门双柱式、四立柱式、剪式、移动式和单立柱式等汽车举升机按照举升机的举升装置的形式分类也有很多种，包括丝杠螺母举升式、链条传动举升式、液压缸举升式、齿轮齿条举升式等举升机1。从举升机的驱动方式分，主要有：电机驱动式举升机和液压驱动式举升机。2.1.2 汽车举升机的主要参数双柱式举升机、龙门式双柱举升机和四立柱式举升机这三种目前市场上主要的汽车举升机的主要技术参数统计如表2.1所示。表2.1 汽车举升机的主要参数额定举升质量最大举升高度盘距地高度全程上升时间全程下降时间普通式双柱2.5-4 T1700-1800mm110-180mm50-70 Sec20-60 Sec龙门式双柱2.5-4 T1700-1800mm110-180mm50-70 Sec20-60 Sec四立柱式2.5-4.5 T1700-1800mm110-180mm50-70 Sec20-60 Sec双柱式汽车举升机的结构形式有多种，QJY04-02B型举升机系是指液压驱动的双柱举升机13。此类举升机构的传动系统由液压系统驱动和控制的，通过两立柱内安装的液压油缸实现上下运动，推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现滑台的上下移动。举升设备的主要部分有：举升机构、支承机构、平衡机构和电磁铁安全锁机构。本次设计的举升机的主要性能参数为：额定举升载荷3.2吨；在载重3.2吨情况下，由最低位置举升到最高位置需60秒；当拉下操纵杆使溢流阀接通，3.2吨轿车由最高位置降到最低位置所需时间不小于60秒；电动机功率2.2 KW；举升臂在最低位置时的举升高度为120mm，最大举升高度为1750mm，工作行程为1730mm。2.2 双柱式汽车举升机的主要结构与要求双柱式举升机的结构形式主要有：（1）整体结构形式；（2）举升方式；（3）驱动方式；（4）平衡方式；（5）保险与保护方式；（6）托盘结构。2.2.1 举升装置的要求在我国的规定中讲到举升机的设备安装电器系统的绝缘、耐压和保护电路的连续性都要符合GB5226的有关规定。而在欧美地区同样也有其相应的明文规定。举升机的设计中液压系统的设计也是至关重要的。在欧洲地区液压缸、气缸、管路及接头受调压阀设定的最大压力的限制。他们至少应承受该压力的2倍（采用液压驱动时）或是该压力的3倍（采用气压驱动时）并且要没有永久变形。软管、气袋、膜盒的尺寸在设计时应使之承受至少3倍的调压阀设定的最大压力值的爆破压力。我国对举升机的性能要求也比较繁多，例如：（1）举升机应设有限制行程限位装置，如有需要则该装置应动作灵敏、安全可靠。（2）液压系统工作应平稳、无振动、无爬行现象。（3）液压式举升机除液压系统能自锁外还应没有机械锁止装置。（4）机械式举升机任意时刻都能安全自锁。（5）举升机正常运行时的噪音不得超过80dB。（6）举升机工作环境温度为040，全行程连续举升额定质量20次，油温不得高于60。（7）在试验台上对液压系统施高150%的额定使用压力，维持2min，不允许有永久变形、漏油及其他异常现象。（8）在无故障工作基础上，机械式举升机的使用继续进行到3000次，则液压举升机可以继续进行到9000次，以安全可靠为前提，检查零部件损坏程度，允许更换损坏件，允许添加润滑剂。2.3 双柱式汽车举升机结构方案的确定通过对汽车举升机的结构的认识和了解，确定了本次设计的举升机的总体方案。如下图2.1所示：图2.1 双柱式举升机的结构示意图本次设计的是由液压驱动的QJY04-02B型双柱式汽车举升机。它的结构主要包括以下几个部分：举升装置、同步驱动装置、立柱和托臂。QJY04-02B型普通式双柱汽车举升机的举升机构的传动系统是由液压系统来驱动和控制的，由两边两个立柱里安装的液压油缸来推动连接立柱与滑台的链条，使滑台上安装的大滚轮沿立柱滚动，实现滑台的上下移动。用钢丝绳作为同步装置来保持整个举升机的同步性。托臂与立柱内的滑台相连，当滑台上下移动时就带动托臂一起移动。2.4 举升装置本次设计的双柱式举升机的举升装置是由液压系统以及电箱组成的。通过电箱的开关启动电动机来控制液压单元，液压油进出液压缸，并通过链条连接液压缸和滑台来带动整个设备的举升动作，如图2.2所示：图2.2 驱动举升装置示意图图2.2是本次设计的双柱式汽车举升机的驱动装置及举升装置的示意图，从图中可以看到左右两边立柱内的两个举升装置是通过液压软管来连接的，它的一个不足的地方就是左右两个液压缸在开始举升时有一个时间差，这会导致因左右两边的举升速度不一样而举升不平衡。因此，我们在液压举升的基础上增加了钢丝绳的同步装置，用这样的同步装置来弥补液压缸带来的缺点。图2.3是双柱式汽车举升机的举升装置的结构图：图2.3 双柱式汽车举升机的举升装置结构图从图中可以看到，双柱式汽车举升机的举升装置是将链条镶嵌在滑轮槽内来带动液压杆达到举升的目的。2.5 立柱双柱式汽车举升机的立柱有两个，分别是左、右两边各一个立柱。图2.4是左边立柱的俯视图。整个举升机的重量几乎都是由立柱来支撑的，因此它必须要有一定的强度和刚度。（强刚度的设计计算在第四章）。立柱中间的空间是用来放置举升装置以及滑台部件的。整个立柱部分的行位公差要求也比较高，如图水平方向的立柱臂和垂直方向的立柱壁要求要保持一定的直线度和平行度，立柱内外表面还要有一定的粗糙度等。图2.4 左立柱的俯视图2.6 支撑机构托臂部分是属于举升机的支撑机构。当汽车进入到举升机的范围里时，整个支撑机构就通过改变摇臂的角度或方向来改变托臂的整个工作范围的宽度。本次设计的支撑机构是非对称式的托臂，这样设计增加了托臂的宽度，实质就等于增加了托臂的工作范围，而且左右两侧的托臂的臂长都是有一定的伸缩性的。如图2.5所示：1 托臂原始工作位置，2托臂伸长后的工作位置图2.5 非对称式托臂的工作范围示意图其中，图中方格阴影部分就是托臂的工作范围。托臂未伸长前的工作范围按照轨迹1来运动；托臂伸长后的工作范围按照轨迹2来运动；而且，图中的轨迹1和2是托臂的两个极限位置，在1和2的范围内，托臂的长度是可以伸缩的。但是由于托臂属于支撑机构，它是要承受一定的重量的，所以本次设计采用非对称式的结构就更能保证托臂的强刚度了。非对称式托臂的详细结构如下图2.6所示：图2.6 非对称式托臂的结构图2.7 平衡机构由于双柱式举升机在上升或下降时必须要采用强制性的平衡装置来确保汽车整体的水平位置保持一致，所以本次设计采用了钢丝绳来作为整个举升机的平衡机构。本次设计所采用的是在单个立柱内安装两副左右对称的钢丝绳，但是在这个单个立柱里面的钢丝绳的走向确是两个相反的方向，用户可以通过改变钢丝绳的张力来使左右两边的滑台在抬升的过程中保持平衡。要注意的是两边确定的钢丝绳的张力必须一致，这样才能真正的平衡。单个立柱里的钢丝绳的走向如图2.7所示：图2.7 单个立柱内钢丝绳的走向示意图2.8 保险机构汽车举升机是一种对安全性能要求特别高的举升设备。通常设有多种保险装置和保护措施：液压回路的保压、机械锁止保险装置、机械自锁装置、举升过载保护、冲顶保护、防滑等等。机械自锁是指失去驱动力后，利用机械机构的重力（被驱动物体的阻力）来自动阻碍其运动的保护。本次设计中电磁铁安全锁机构的组成是：在两个滑台上均有安装安全卡位条，当汽车升起后，卡位条与电磁铁连接的支撑板构成机械自锁机构，由于两个立柱上均装有电磁铁安全锁，如图2.8所示，并且这两个安全锁所装的位置不在同一直线上而是互相错开在对角线上，起到双保险的作用。1 电磁铁，2保险孔板，3保险孔支撑座图2.8 电磁铁安全锁作为保险装置的电磁铁安全锁是由好几个零件组成的。其中主要的几个零件包括：保险孔板、保险孔支撑座和电磁铁。当电磁铁得电将保险孔支撑座吸住时，它和锁紧板之间没有接触，此时的举升机处于保险打开状态，整个滑台可以自由地上下移动。当电磁铁失电时，保险孔支撑座处于图示状态，此时的保险孔支撑座将与滑台上的锁紧板互相顶住，使滑台固定在一个位置而不能上下移动，起到保险的作用。2.9 本章小结本章主要进行双柱式汽车举升机设备总体方案的选择，通过将现有举升机构的结构形式、驱动方式以及传动机构进行了对比，最终选定采用双柱结构的举升类设备，通过液压驱动，工作平稳，操作方便，噪声低，内部设有升程自锁保护保险装置，安全可靠，占地空间小，是举升机的理想设备。第3章 双柱式汽车举升机校核计算3.1 双柱式举升机立柱的结构分析和验算3.1.1 主立柱的截面特性分析与计算主立柱体是举升机主要的受力承重部件。举升机立柱在工作时受来自于保险锁机构处因承重的压力和升降滑台滚轮作用在立柱上的弯矩。因此，立柱在这两种力的作用下，有向内弯的变形趋势，底部焊口在拉压应力的作用下有开裂的倾向，故立柱底部与底座处焊有加强筋。立柱壳体用钢板整体压制成形，其内部相应位置焊有保险装置支承板，用于锁定状态时受力和承重，下部与底座焊接。其中一个立柱体上还装有液压泵站和电气控制箱。主立柱作为主要的承重部件，先对其截面特征进行分析，主要是确定立柱截面形心的位置和截面的惯性矩。3.1.1.1 确定立柱截面形心和中性轴的位置将整个截面分为A1、A2、A3三个部分，取与截面底边互相重合的Z轴为参考轴（见图3.1举升机主立柱横截面示意图），Z1、Z2、Z3分别为三个组合截面的中性轴，则三个截面的面积及其形心至Z轴的距离分别为16： 图3.1 举升机主立柱横截面示意图 重心C到相应边的距离e： (3.1)整个截面形心C在对称轴Y上的位置则为： (3.2)3.1.1.2 确定惯性矩设三截面的形心分别为C1、C2、C3，其形心轴为Z1、Z2、Z3（图3.1），它们距Z轴的距离分别为：由平行移轴公式，三截面对中性轴Z的惯性矩分别为： (3.3) 、为三截面对各自心轴Z1、Z2、Z3的惯性矩，将三截面对中性轴Z的惯性矩相加，可得立柱整个截面对中性轴Z的惯性矩： 3.1.1.3 立柱静矩S的计算：（1）立柱整个截面上半部分的静矩S1： (3.4) 其中、分别为三截面各自的静矩，所以立柱整个截面上半部分的静矩S为： （2）立柱整个截面下半部分的静矩S2： 3.1.2 主立柱的强度分析与验算举升机工作时，其托臂将汽车举升至一定高度后锁定，举升机直接承载处位于托臂端部，故应先对滑台部件进行受力分析（见图3.2滑台部件受力情况示意图）：在分析之前，对滑台部件进行了调查。其中本次设计的滑台部件的组成之一是大滑轮，滑轮的种类形状有很多，有“两个大圆柱滚轮型”、“四个顶角处是采用四个小滚轮型”、还有最原始的“四个角用四个橡胶滑块”或是“用两个滑块代替两个大圆柱滚轮”，但是用的较多的是“采用两个大圆柱滚轮”的形式，如果采用其他类型的滚轮例如用滑块来代替滚轮，那么整个滑台就不容易锁定，容易滑动；除此之外就是同步性的问题也不容易解决。 图3.2 滑台部件受力情况示意图3.1.2.1 滑台部件受力情况分析滑台部件自身重量近似估算如下：滑台组合件尺寸：采用160160方钢，壁厚8 mm，高800mm滑台体积： 摇臂座尺寸：采用100100方钢，壁厚8 mm，长440mm摇臂座体积： 托臂近似尺寸：采用100100方钢，壁厚8 mm，长（800310）1110mm托臂体积：钢材比重选取：所以，滑台部件、摇臂座和托臂的重量为将滑台、摇臂座和托臂一起考虑图3.2中，单侧托臂受到的最大载荷为1.6吨，加上自重，托臂端部受力为1666.37kg,F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处为支承点，假定自重全部集中在负载处，有： (3.5) (3.6) (3.7) 由式3.7得，代入式3.6 假定 则由式3.5得：综上所述，考虑滑台部件中滑台、摇臂座和托臂的总自重，假定自重全部集中在负载处，近似估算值为66.37kg。单侧托臂受到的最大载荷为1600kg，加上滑台部件的自重，托臂端部受力大小为1666.37kg，F1和F2是立柱通过滚轮给予的反力，F1=F2，FBX和FBY为保险支承板给予的支承力，B处是支承点位置，则：。3.1.2.2 举升机主立柱受力情况分析主立柱受力情况（见图3.3普通式双柱举升机主立柱受力情况示意图），F1和F2是滑台通过滚轮作用在立柱上的力（图示为最高位置），FBX和FBY为滑台作用在立柱上的支承力（压力），RHX、RHY和MH为底部支座反力。针对立柱受力情况，经计算得：图3.3 普通式双柱举升机主立柱受力情况示意图RHX=0 RHY=FBY=1666.37kg 3.1.2.3 普通式双柱举升机主立柱强度校核计算从图3.3看出，整个立柱体相当于一个悬臂梁，可画出立柱的弯矩图和剪力图。由F1引起的弯矩图和剪力图见图3.4：图3.4 立柱上F1作用力及其弯矩图和剪力图l=2600mm b=2415mm a=185mm 由F2引起的弯矩图和剪力图见图3.5：图3.5 立柱上F2作用力及其弯矩图和剪力图l=2600mm b=1890mm a=710mm 由FBY产生的M引起的弯矩图见图3.6：图3.6 立柱上M作用力及其弯矩图 综上所述，立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图如图3.7所示。图3.7 立柱受力的合成弯矩图和合成剪力图从图中可以得出 在截面C处，剪力最大（QC=5234.804kg），弯矩最大（MC=2748272.1kg）,所以此处是危险截面。前面计算已经得到，抗弯截面模数为： (3.8)截面上半部分静矩S171.24cm3， (3.9)以下进行强度校核：（1）校核正应力强度： (3.10)许用应力选： (3.11)，满足强度条件。（2）校核剪应力强度： (3.12)选，而许用应力 (3.13)，满足强度条件。（3）折算应力强度校核：主立柱横截面上的最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处，而最大剪应力则产生在中性轴上，虽然通过上面的校核说明在这两处的强度都是满足要求的，但是因为在截面C处，M和Q都具有最大值，正应力和剪应力都比较大，因此这里的主应力就比较大，有必要根据适当的强度理论进行折算应力校核，取该截面边缘处某点K进行计算： (3.14) (3.15) 由于点K处在复杂应力状态，立柱体材料采用的30钢是塑性材料，可以采用第四强度理论，将 的数值代入，用统计平均剪应力理论对此应力状态建立的强度条件为： (3.16)所以 即 (3.17)按第四强度理论所算得的折算应力也满足许用强度要求。3.1.3 主立柱的刚度计算 用迭加法：（1） 由F2引起的绕度：（往外弯）用式 (3.18)E：弹性模量的选择： 碳钢取：196206Gpa取201Gpa=20.1106N/cm2= = (3.19)（2） （往内弯）由F1引起的绕度： （3）由M引起的绕度： (3.20)（往外弯）此植可忽略不计。实际往内弯的绕度 3.2 托臂部分的强度校核3.2.1 托臂部分截面特性托臂部分截面属于变截面，以下先计算截面特性数据：（1）小臂截面尺寸：7070方钢，壁厚8mm，a=70,b=54惯性矩： (3.21) (3.22)静矩计算：（2）大臂截面尺寸：9292方钢，壁厚8mm，a=92,b=76惯性矩： 3.2.2 托臂部分强度核算图3.9为左后托臂部件图：图3.9左后托臂部件图图中的A、B、C、D分别对应着托臂示意图中的A、B、C、D四个截面：图3.10是托臂示意图：图3.10 托臂示意图按照A,B,C,D几个典型截面进行分析，各个截面的截面如图3.11： (a) A-A截面 (b) B-B截面（同D-D截面） (c) C-C截面 图3.11 典型截面示意图（1）A截面：惯性矩：I=129.225cm4 ；Wx=36.92cm3 保险系数较小可满足强度要求。（2）B截面：92*92方钢A1=8015=1200mm2 yA1=92+15/2=99.5mm A2=9292-7676=8464-5776=2688mm2 yA2=92/2=46mm YC=(120099.5+268846)/(1200+2688)=243048/3888=62.51mm IA1=80153/2+(99.5-62.51)21200=1664412.12mm4 IA2=(924-764)/12+(62.51-46)22688=392.46cm4 所以cm4W=89.41cm3 保险系数较小可满足强度要求。（3）C截面：A1=12cm2yA1=92+15/2+60=15.95cm A2=26.88cm2yA2=4.6cm A3=6010=6cm2 yA3=92+60/2=12.2cm yC=(1215.95+26.884.6+612.2)/(12+26.88+6)=8.56cm IA1=50153/2+(15.95-8.56)212=641.73cm4 IA2=(924-764)/12+(8.56-4.6)216.88=759.875cm4 IA3=1*63/12+(12.2-8.56)26=183.615cm4 所以IA总=IA1+IA2+IA3=1585.22cm4 W=I总/8.65=1585.22/8.65=183.26cm3 MC=1666.3794=194238.78kgcm 满足强度要求。（4）D截面：惯性矩：I=318.976cm4 ； W=69.342cm3MD=1666.3753=109517.61kgcm ,保险系数较小可满足强度要求。3.2.3 从托臂处考虑挠度情况托臂亦相当于一个悬臂梁，端部受力P1666.37kg，托臂部件由大臂和小臂组成，将从大臂和小臂处分别考虑：小臂端部处挠度： （3.23）大臂端部处挠度：经受力分析，大臂端部受一个力P2066.37kg和一个弯矩 M2066.3770144645.9kgcm； （3.24）因载荷引起的挠度为：因托臂的大小臂之间有1mm间隙，由此产生挠度： 主立柱的弯曲绕度使滑台产生转动，滑台的转动又使托臂有一定的下沉量，经计算，。 故托臂端部总下沉量为：在举升机行业标准中，此值满足距立柱最远点的托臂支承面下沉量要求。3.3 钢丝绳的选用3.3.1 钢丝绳用途钢丝绳是一种挠性零件,具有强度高、自重轻、弹性好、运行平稳适合于高速、远距离、换向传力以及极少突然破断的优点。用途：用于各种起重机械上。卷扬机的牵引绳等。用作设备运输时的捆绑绳，起重对象的溜绳、拖拉绳，起重设备的锚固绳。3.3.2 钢丝绳材料钢丝绳的钢丝要求有很高的强度和韧性，通常由含碳量0.5%0.8%的优质碳钢，经过多次的冷拔工艺制成的，其直径为0.32.0mm。钢丝的公称抗拉强度一般为14002000N/m25。1、 按钢丝绳绕制次数分表3.1 钢丝绳按绕制次数分类分类特点用途双捻（多股） 先由钢丝绕成股，再由股围绕绳芯绕成绳。这种钢丝绳的绕性受绳芯材料影响很大，比单绕绳挠性好起重机械中广泛应用2、 按股绳截面形状分表3.2 钢丝绳按股绳截面形状分类分类特点用途圆股股绳截面形状是圆形广泛应用3、 按钢丝绳中丝与丝的接触状态分表3.3 钢丝绳按丝与丝的接触状态分类分类特点用途线接触由不同直径钢丝捻制而成，股内各层之间钢丝全长上平行捻制，各层钢丝螺距相等，钢丝之间呈线状接触，这种钢丝绳消除了点接触的二次弯曲应力，能降低工作时总的弯曲应力，耐疲劳性能好。结构紧密，金属断面利用系数高。使用寿命长，比普通钢丝绳寿命高12倍广泛应用4、 按钢丝绳绕制方法分表3.4 钢丝绳按绕制方法分类分类特点用途交互捻 钢丝绕成股的方向和股捻成绳的方向相反称为交互捻。如绳右捻，股左捻，称为右交互捻，绳左捻，股右捻，称为左交互捻。这种钢丝绳的缺点是僵性较大，使用寿命较低，但不容易松散和扭转在起重机械中广泛应用5、 按钢丝绳绳芯分表3.5 钢丝绳按绳芯分类分类特点用途纤维芯 具有较高挠性和弹性，不能耐高温，不能承受横向压力起重机械广泛应用3.3.3 钢丝绳直径的确定表3.6 钢丝绳直径直径（mm）钢丝总断面积（mm2）参考质量（kg/100m）安全因数3.556许用拉力(KN)6.214.3213.534.863.42.811.043.5740.9619.713.811.514.072.4968.5024.517.214.3根据钢丝绳选用原则（起重工机具8），本设计宜采用线接触钢丝绳6X(19)，6W(19)，8X(19)，8W(19)等（GB110274）。本双柱式汽车举升机采用钢丝绳起吊方式提升动力端，所以选用61911.01850类型钢丝绳。钢丝绳的允许拉力 S= （3.25）钢丝绳的破断拉力 =52 （3.26）式中： d钢丝绳直径，mm;钢丝公称抗拉强度；由于本双柱式举升机丝绳提升过程与起重机相似，所以属起重机械，由于工作载荷不大，所以是轻级机械。根据起重工机具钢丝绳上的破断拉力由式（3.25）得 =52 =52 =6847.17kg起重时，安全系数k=5,则许用拉力由式（3.24）得S=而实际钢丝绳承重（以主立柱为准）1166Kg 所以选用61911.01850类型钢丝绳合理8。3.4 本章小结本章对双柱式汽车举升机结构特点做了初步的选择，工作原理进行了阐述，主要参数对双柱式举升类设备的主要技术参数进行了确定，并进行了计算和强度、刚度、挠度的校核。完成举升机的实体建模，对钢丝绳做了详细说明，钢丝绳做了具体的选定并进行了校验。第4章 双柱式举升机液压控制系统设计4.1 双柱式举升机液压控制系统工作原理启动电动机按钮后电机起动并带动油泵从油箱中吸入压力油送到举升缸中使活塞杆移动，此时安全溢流阀关闭。此阀的压力在出厂前已经调好，以保证起重的额定载荷的要求。当系统中压力超过极限时，自动溢流卸油阀松开，起动按钮停止供油，提升结束，开始作业工作。如果拉动滑台上两个机械安全锁后再按手动式下降阀便开始卸油下降，其工作原理图见图4.1：图4.1液压系统工作原理图1-齿轮泵，2-电动机，3-滤油器，4-单向阀，5-溢流阀，6-手动式下降阀， 7-伺服限流阀，8-软管，9-防油管爆裂阀，10-举升缸，11-液位计，12-空气滤清4.2 液压系统组成4.2.1 液压系统组成液压系统主要由液压发生机构、液压执行机构、液压控制调节机构和辅助装置等四大部分组成13。1、液压发生机构油泵它是由液压系统中供给有压力油的装置和压力传动的机械动力。它的作用是将原动机输入的机械能转换为流动液体的压力能。液压发生机构在液压系统中的位置和作用如图4.2所示。2、液压执行机构油缸它是液压传动的执行机构又称液压机，其作用是将液能变为机械能的转换装置，这种装置有两种。此双柱式举升机所采用的是液体压力能转变为直线往复运动机械能的单作用推力油缸。它既能节省动力、又能频繁地进行换向。液压控制装置方向阀压力阀液压发生装置泵液压执行机构缸活塞 图4.2 液压系统方框图像3、液压控制调节装置各种液压控制阀它是由来控制和调解液压系统中液油流动，方向、压力、流量和满足工况要求的装置。根据用途和特点控制可分为三类。方向控制阀用来控制液压系统中的油流方向和经由路径；根据实际情况利用单向阀或换向阀的作用来改变执行机构的运动方向和工作顺序；压力控制阀（包括溢流阀、减压阀和顺序阀等）用来控制液压系统的压力以满足执行机构所需要的动力或对液压系统起安全保护作用；流量控制阀（包括节流阀、调速阀、分流和集流阀），用来控制和调节液压系统中的流量，以满足执行机构工作时运动速度的要求。由于液压系统控制阀种类很多，为使用方便和结构紧凑，在设计时合理的将各种阀类元件组合在一起构成组合阀。4.2.2 油箱油箱的主要功用是储存油液，同时箱体还具有散热、沉淀污物、析出油液中渗入的空气以及作为安装平台等作用。油箱属于非标准件，在实际情况下常根据需要自行设计。油箱设计时主要考虑油箱的容积、结构、散热等问题。双柱式汽车举升机液压系统设计的好坏，将直接影响举升的性能和效率。双柱式汽车举升机液压系统主要是举升液压系统。本次双柱式汽车举升机设计主要偏重于机械机构的设计与分析，而其液压系统所采用的油泵、油缸、液压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化与通用化且由专业化液压件厂集中生产供应。因此在本设计中只需要进行液压元件计算选型。其主要内容包括油缸的直径与行程、油泵工作压力、流量、功率以及各种相关控制阀的选型等。4.3 油缸的计算与选型油缸是液压系统执行元件，也是举升机构的直接动力来源。通常油缸分为活塞式和浮拄式两类。活塞式均为单向作用，其缸体长度大而伸缩长度小、使用油压低（一般不超过14MPa）。浮拄式为多级伸缩式油缸，一般有25个伸缩节，其结构紧凑，并具有短而粗、伸缩长度大、使用油压高（可达35MPa），易于安装布置等优点。浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。双向作用式用油压辅助车厢降落，因此工作平稳，降落速度快。直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸；而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸15。4.4 油泵的计算与选型举升机构常用油泵分为齿轮油泵与柱塞泵两类。齿轮泵多为外啮合式，在相同体积下齿轮泵比柱塞泵流量大但油压低。柱塞泵最大特点是油压高（油压范围1635MPa），且在最低转速下仍能产生全油压，固可缩短举升时间。中轻型举升机构上多采用齿轮泵，常用系列有CB、CBX、CG、CN等；重型举升机构常采用柱塞泵。4.4.1 油泵工作压力的计算 Mpa （4.1）式中：油泵工作压力，（Mpa）；油缸最大作用力，（N）；油缸横截面积，（m2）。代入式（4.1）则：P = 在液压系统中除去各种阀体的损失所以P=10.985+1=12MPa 根据DG型车辆用液压缸技术参数选工作压力14MPa推出拉力为48.10KN最大行程为2500mm完全符合工作要求。4.4.2 油泵理论流量的计算 L/min （4.2）式中：油泵理论流量（L/min）；油缸最大工作容积（m3），按下式计算：L、的单位均为m；举升时间，(s)，取s；液压泵容积效率=0.850.9。由式（4.2）则：L4.4.3 油泵排量的计算 mL/r （4.3）式中： 油泵排量，（mL/r）； 油泵额定转速，(r/min)。油泵转速n=1450r/min那么由式（4.3）得mL/r4.4.4 油泵功率的计算 （4.4）式中：油泵最大工作压力，(Pa)； 油泵额定流量，(m3/s)； 油泵总效率=0.8。代入式（4.4）则：KW4.4.5 油泵的选型根据上述计算P、q和N的值，查阅相关资料，选择CBB -04型号的单齿轮泵。4.5 油箱与油管的计算与选型4.5.1 油箱容积V的计算一般要求油箱容积不得小于全部工作油缸工作容积的三倍，即：则：L取L4.5.2 油管内径d的计算由即： （4.5）式中：油泵理论流量，(L/min)； 管路中油的流速；高压管路中油的流速3.6m/s；低压管路中油的流速m/s。代入式（4.5）则：高压油管内径mm低压油管内径mm根据管路计算结果选用（HG4-406-66）两层钢丝编织胶管作为高压管，管接头形式为A型扣压式；低压回油管则选用（HG4-406-66）一层钢丝编织低压胶管。液压油冬季选用HJ-20号机械油，夏季HJ-30号机械油。4.6 电气系统组成就现代机床或其他生产机械而言，它们的运动部件大多是由电动机带动的。因此在生产过程中要对电机进行自动控制，使生产机械各部件的动作按顺序进行，对电动机主要是控制它的启动、停止、正反转、调速及制动运行。针对双柱式汽车举升机，它的控制电路相对简单。它所需要的只有启动开关、停止按钮、行程开关组成。其中行程控制就是当运动部件到达一定行程位置时采用行程开关来进行控制。行程开关在本举升机中的作用是当工人师傅注意力不集中时，举升机还在继续上升，但举升机举升高度不能超过立柱顶端。这时容易使电动机烧毁，我们可在指定高度加装行程开关，当举升机运行到最大高度时触发行程开关，使整个电路关闭，起到保护电机作用。4.6.1 电器元件（1）按钮按钮通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而控制电动机或其他电气设备的运行。将按扭按下时，下面一对原来断开的静触点被动触点接通，以接通某一控制电路；而上面一对原来接通的静触点则被断开，以断开另一控制电路。原来就接通的触点，称为动断触点或常闭触点；原来就断开的触点，称为动合触点或常开触点。（2）交流接触器（KM）交流接触器常用来接通和断开电动机或其他设备的主电路，每小时可开闭千余次。接触器主要由电磁铁和触点两部分组成。它是利用电磁铁的吸引力而动作的。当吸引线圈通电后，吸引山字形动铁芯（上铁芯），而使动合触点闭合。根据用途不同接触器的触点分主触点和辅助触点两种。辅助触点通过电流较小，常接在电动机的控制电路中；主触点能通过较大电流，接在电动机的主电路中。当主触点断开时，其间产生电弧，会烧坏触点，并使切断时间拉长，因此，必须采取灭弧措施。通常交流接触器的触点都做成桥式，它有两个断点，以降低当触点断开时加在断点上的电压，使电弧容易熄灭；并且相间有绝缘隔板，以免短路。在电流较大的接触器中还专门设有灭弧装置。为了减小铁损，交流接触器的铁心由硅钢片叠成；并为了消除铁心的颤动和噪音，在铁心端面的一部分套有短路环。在选用接触器时，应注意它的额定电流、线圈电压及触点数量等。（3）热继电器热继电器是用来保护电动机使之免受长期过在的危险。热继电器是利用电流的热效应而动作的，热元件是一段不大的电阻丝，接在电动机主电路中。制成上下两层双金属片型，双金属片是由两种具有不同膨胀系数的金属辗压而成。当主电路电流超过许用值使双金属片受热时，便发生弯曲，因而脱扣，从而断开主电路。4.7 电气系统控制表4.1 举升机控制电路元件表符号名称及用途符号名称及用途Q自动开关作电源引入及短路保护用FR热继电器作电动机过载保护用E接地KM接触器作电动机起动、停止用M电动机SBst启动开关SBstp停止按钮SQ行程开关作上升限位保护用FU保险丝4.7.1 上升电路按下SBst KM线圈通电KM闭合，自锁KM主触点闭合电动机正转横梁板带保险锁上升到规定位置 SQ(常闭)断开KM线圈断电 KM自锁断开KM主触点断开电动机停转图4.3 双柱式汽车举升机主控制电路图4.7.2 停止电路按下按钮SBstpKM线圈断电KM主触点断开电动机停转打开保险锁，打开泄油阀举升机在自重作用下落到初始位置4.8双柱式举升机电动机的选用4.8.1 电动机类型的选择我国举升机构采用的直流电动机或交流电动机。直流电动机的主要优点是调速范围大、过载能力强、平滑的调速特性和较大的起动、制动转矩。但存在设备费用高、体积大和需要专用的供电电源等缺点。交流发电机，其主要优点是结构简单和供电方便。在举升机构中，一般采用三相交流感应电动机和锥形转子电动机，其工作电压为380 V 或220V。其中交流电动机又有：笼式感应电动机的优点是构造简单，操纵方便，有较高的转差率，适用于直接启动，价格也便宜，缺点是启动电流大（达额定电流的46倍）和不能承受较多的起动次数。一般用在功率不大和工作不十分频繁的工况，如用于滑车的运行机构。起升机构是举升机构中主要和基本的机构。起升电动机的运行特点是：起重时惯性载荷较小，所需的加速转矩很小，只有满载稳定运行转矩的10%20%，而电动机的平均起动转矩通常为额定转矩的1.61.8倍，使得起动时间短。电动机处于断续周期工作制。在举升机构机械设计中，电动机的选择是一项重要的内容，电动机的选择主要指电动机的绝缘等级、额定功率、额定电压、额定转速、种类及形式、防护等级、工作制度、调速方式、接电持续率等项目的选择，而其中最重要的是电机的绝缘等级、工作制度、防护等级的选择和电机的功率计算。4.8.2 绝缘等级电动机运行时，由于损耗产生热量，使电动机的温度升高。电动机允许达到的最高温度是由电动机使用的绝缘材料的耐热程度决定的，绝缘材料的耐热程度称为绝缘等级。不同的绝缘材料，其最高允许温度是不同的，电动机常用的绝缘材料分为5个等级，其中的最高允许温升植按环境温度为40C时计算。目前，我国生产的电机多采用E级和B级绝缘，发展趋势是采用F级和H级绝缘，这样可以在一定的输出功率下，减轻电机的重量、缩小电机的体积。电动机的使用寿命主要是其绝缘材料决定的，当电动机的工作温度不超过其绝缘材料的最高允许温度时，绝缘材料的使用寿命可达20年左右，若超过最高允许温度时，则绝缘材料的使用寿命将大大缩短。由此可见，绝缘材料的最高允许温度是一台电动机带负载能力的限度，而电动机的额定功率正是这个限度的体现。表4.2 电机的等级选择等级绝缘材料最高允许温度/C最高允许温升/CA经过浸渍处理的棉、丝、纸板、木材等，普通绝缘漆10560E环氧树脂、聚脂薄膜、青瓷纸、三醋酸纤维薄膜、高强度绝缘漆12080B用提高了耐热性能的有机漆做粘合剂的云母、石棉和玻璃纤维组合物13090F用耐热优良的环氧树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物155115H用硅有机树脂粘合或浸渍的云母、石棉和玻璃纤维组合物，硅有机橡胶1801404.8.3 功率电动机的额定功率是指在环境温度为40C、电动机长期连续工作，其温度不超过绝缘材料最高允许温度时的最大输出功率。在举升机构电动机选择中，正确选择电动机的功率有很大的意义。功率不足，电动机将过载运行，长期过载运行，会使电动机过热而缩短其使用寿命，同时也会影响到举升机构的效率和在满载情况下举升的可靠性。功率过大，电动机的容量得不到充分利用，电动机经常处于轻载运行，效率过低，会使设备费用和重量增加，并对机械的工作性能和零部件的强度产生有害影响。合理选择电动机功率的基本要求：在给定的工作条件和额定参数下，在额定载荷下工作时可靠的起动（即起动时间合理）并在最大工作载荷作用下具有足够的过载能力（工作中不发生停车现象）。4.8.4 电动机的选择与验算1、初选电动机计算举升机构额定起重量时的静载荷功率NjNj=(Q+ G0)V/60 (4.6)式中 Q额定举升重量，N；G0举升机构自重，N；V举升速度，m/min；效率。根据Nj查电动机产品目录选取电动机相应的额定功率Ne，并满足 Nekd Nj (4.7)由式4.6得 Nj=34.32.21/60085=1.48由式4.7得 Ne1.480.8=1.19式中 kd系数，见表4.3所示。选取单速三相交流异步电动机DT90L4型电动机。表4.3 系数kg电动机型号举升机工作特性及机构工作范围kdJZR2、YZR、JZRHM1M6级0.750.85M7级0.850.95M8级1.01.1满载（13m/min），经常满载0.91.0JZ、YZM1M6级及防爆机构0.9YM1M6级及某些特殊机构1.02、电动机可靠性的验算通常举升机构的起动时间约为15s较合适，大举升重量或速度较高时取较大值。当计算的起动时间小于1s，可改选小一点的电动机，或者仍用原选电动机，而采用增加起动机电阻的方法，从电气设计上改变电动机的平均起动力矩来延长起动时间。4.9 液压缸活塞杆受压校核4.9.1 液压缸活塞杆强度验算根的据活塞杆只受压力工作情况，强度验算公式为：d35.7（F/）1/2mm (4.8) 式中：F载荷力KN。 这里 F=1/2G=(4000/2)g=2000Kgf=19.62KN (4.9)活塞杆材料应用应力MPa=s/n (4.10)其中：s材料屈服极限，n=安全系数。取s =315MPa，n=3，=105MPa。则 d35.7（19.62/105）1/2 =15.432 mm 实际采用之活塞杆直径d=38mm15.432mm，所以符合受压强度要求。4.9.2 液压缸活塞杆受压稳定性校核液压缸压杆安装形式图4.4所示：图4.4 液压缸压杆安装图已知：缸体长度 L=1078mm工作行程 l=914mm活塞杆直径 d=38mm计算长度 l=L+l=1992mm活塞杆截面积 A=（/4）d2活塞杆转动惯量 J=（/64）d4活塞杆回转半径 K=（J/A）1/2=d/4柔性系数 m=85末端条件系数 n=2则 l/K=4l/d=41992/38=209.684 mn1/2=8521/2=120.21 由于 l/K mn1/2，则可按下列公式计算临界载荷PK=2nEJ/L2 (4.11)式中：E材料弹性模量，取E=2.1105 MPa，Jmm4，lmm则：PK=3.1416222.11011（3.1416/64）0.0384/19922=106924.616N取安全系数nK=3, 临界稳定载荷PK/ nK=106924.616/3=35641.539N 实际工作载荷F=1/2G=2000Kgf=19620N F=1/2G=2000Kgf=19620NPK/ nK，所以满足压杆稳定条件。4.10 本章小结本章主要是进行双柱式举升机液压系统的选择和电器系统设计，在原理叙述中，主要包括了对液压系统中的各组成部分的组成和功用进行了简单的介绍；再次根据预期设计的高位车辆升程对油缸的选型进行了计算；以及举升液压油泵的计算与选型和油箱、油管的设计、结合举升机构工况主要讨论举升机构中电气部分的工作原理图及各个部分的基本组成和功用，并且结合设计计算考虑电动机的防护等级、绝缘等级的功率选型。第5章 双柱式举升机主要零件建模及有限元分析5.1 Pro/E软件简介1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER proewildfire5.0。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的特点及主要模块进行简单的介绍。 主要特性 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。 数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。5.2三维建模1.利用Pro/E软件对各个零件进行建模，如图5.1、5.2所示；图5.1 采用拉伸命令建立主立柱模型图5.2 完成后的主立柱2.建立组件模型将各零件装配成总成最后进行总装如图5.3、5.4、5.5；图5.3 将原件添加到组件图5.4 双柱式举升机装配图 图5.5 双柱式举升机Pro/E爆炸图5.3 主要零部件有限元分析5.3.1 ANSYS软件简介CAE的技术种类有很多，其中包括有限元法 (FEM,即Finite Element Method),边界元法(BEM,即Boundary Element Method)，有限差法(FDM,即Finite Difference Element Method)等。每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等。 ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域： 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型； 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力； 后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。 软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等5.3.2 建立Pro/E与ANSYS软件的接口ANSYS在默认的情况下是不能直接对Pro /E中的pat(或asm)文件进行直接转换的,必须通过以下对ANSYS设置连接过程进行激活模块。鼠标点击“开始程序ANSYS8.0UtilitiesANS_ADM IN”,出现如下图的对话框,选择configuration optionsOK,接下来的对话框顺序选取。Configuration Connection for Pro/EOK，ANSYSMultiphysics & WIN 32OK，如图5.6。图5.6 建立ANSYS与Pro/E接口完成后ANSYS提示已在自己的安装目录中成功生成config.anscon文件,如下图所示,记下config.anscon的路径。在接下来出现的对话框中“Pro/Engireer Installation path”选项后输入Pro/E的起始安装路径如“C: Program Files proeWildfire3.0 ”:“Language used with Pro /Engineer”选项用默认的usascii,点击OK，如图5.7。出现对话框提示在Pro /E目录下建立了一个protk.dat文件,图5.7 选项用默认的usascii点击确定完成配置,运行Pro /E,工具菜单后面出现了ANSYS8.0,说明连接成功了。运行Pro/E打开某零件三维模型图，点击ANSYS8.0下的ANSYSGeom按钮(如下图所示)，则模型自动导入到ANSYS中，此时ANSYS8.0软件自动打开，点击Plot下的Volume，则模型导入成功，如图5.8。图5.8 连接成功5.3.3 文件导入 首先, 在Pro/E 环境下建立好零件模型或者完成零部件的装配, 然后, 选择主菜单【文件】下的【保存副本】子菜单, 弹出保存副本对话框后, 文件类型选择IGES( *.igs) ,在【新名称】框内为模型输入新名称,点击【确定】按钮会弹出输出IGES对话框, 在输出IGES 对话框中可以设置输出图元的类型、参考坐标系以及IGES 文件结构。输出的图元类型有: 线框边、曲面、实体、壳、基准曲线和点, 缺省输出图元是曲面, 缺省是输出所有面组, 点击【面组.】选择特定面组输出。可以选择多种图元类型进行输出, 但是不能同时输出曲面和实体或者曲面和壳。单击【定制层.】按钮设置各层的输出特性。文件结构类型有: 平整、一级、所有级别、所有零件, 默认输出为平整。平整: 将组件的所有几何输出到一个IGES 文件。导入到另一个系统时, 该组件就担当一个零件的角色。应将每一个零件分别放到一个层上, 以便在接受系统中能加以区别。一级: 输出一个组件的IGES 文件, 该文件只包含顶级几何( 如组件特征) 。所有级别: 输出一个组件的IGES 文件。用它可创建带有各自的几何和外部参照的元件零件和子组件。该选项支持所有层次。所有零件: 将一个组件作为多个文件输出到IGES, 这些文件中包含所有元件和组件特征的几何信息。零件使用相同的参照坐标系, 使接受系统中的重新装配更加容易。本次技能训练选择实体特征，然后点击【确定】完成。ANSYS 导入IGES( *.igs) 文件的方法有两种: 一种是通过ANSYS软件的用户界面操作导入; 一种是通过输入命令导入。本次技能训练可采用第一种方法。通过用户界面操作导入IGES 的步骤是:选择主菜单【File】下的子菜单【Import】的次级子菜单【IGES.】, 弹出导入IGES 属性设置对话框, 在导入IGES 属性设置对话框中可以设置: 是否导入所有数据，是否合并图元, 是否创建实体，是否删除小面。点击【OK】按钮弹出文件路径选择对话框,在文件路径选择对话框中选择好所需精度, 输入IGES 文件路径后, 点击【OK】按钮完成IGES 文件导入。5.3.3 Pro/E与ANSYS主立柱分析将在Pro/E中建立好的主立柱模型打开（需要注意的是，复杂的模型需要进行简化处理，比如倒角可以去掉）然后点击ANSYS8.0下的ANSYSGeom菜单，经过一定的时间，ANSYS8.0软件会自动打开，此时需要点击ANSYS软件中的Plot下的Volume菜单，轴模型便会自动导入到ANSYS软件中，如图5.9所示。 图5.9 主立柱的导入与显示5.3.4 主立柱模型有限元分析1、定义属性单元属性主要包括：单元类型、实常数、材料常数。典型的实常数包括：厚度、横截面面积、高度、梁的惯性矩等。材料属性包括：弹性模量、泊松比、密度、热膨胀系数等。本训练中定义属性只用到其中的几项。 （1）Preferences/Structural； （2）Preprocessor/Element Type/ADD Edit Delete/Library of Element Types 第一对话框选择Structural Solid，第二对话框选择Tet 10node 187； （3）Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels/Structural/Linear/Elastic/Isotropic/输入EX(弹性模量)值，输入PRXY(泊松比)值。（材料选择45钢，则EX=2.1e11, PRXY=0.3）2、网格划分ANSYS为用户提供了两种常用的网格划分类型：自由和映射。自由划分，体现在没有特定的准则，对单元形状无限制，生成的单元不规则，基本适用于所有的模型。自由网格生成的内部节点位置比较随意，用户无法控制。映射网格划分要求面或体形状满足一定规则，它生成的单元形状比较规则，适用于形状规则的面和体。本载车板中主要采用自由网格划分，模型自由划分可采用以下途径。划分网格方法：Meshing/MeshTool选中Smart Size复选框（精度从1到10，1为最高，网格最细，但划分耗时长，一般设为7），单击Mesh/Pick All。3、加载求解ANSYS中载荷(Loads)包括边界条件和模型内部或外部的作用力。在结构分析中，载荷主要有：位移、力、压力、弯矩、温度和重力。载荷主要分为六大类：DOF约束(自由度约束)、力(集中载荷)、表面载荷、体载荷、惯性力及耦合场载荷。DOF约束(DOF constraint)：用户指定某个自由度为已知值，在结构分析中约束是位移和对称边界条件。力(集中载荷)(Fome)：施加于模型节点的集中载荷，如结构分析中的力和力矩。表面载荷(SurfaceLoad)：作用在某个表面上的分布载荷，如结构分析中的压力。体载荷(Body loads)：作用在体积或场域内，如结构分析中的温度和重力。惯性载荷(Inertia loads)：结构质量或惯性引起的载荷，如重力加速度、角速度和角加速度，主要在结构分析中使用。耦合场载荷(Coupled-field loads)：它是一种特殊的情况，从一种分析中得到的结果用作另一种分析的载荷，如热分析中得到的节点温度可作为结构分析中的体载荷施加到每一个节点 。 Solution/Analysis Type/New Analysis/Static;Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/On Areas(根据你分析的实际情况选择，这里有ALL DOF(全约束)、UX（X方向位移）、UY（Y方向位移）、UZ（Z方向位移）、ROTX（X方向旋转）、ROTY（Y方向旋转）、ROTZ（Z方向旋转），主立柱选on aear/ALL DOF(全约束)，约束点在主立柱两端采取面约束。Solution/Define Loads/Apply/Force Moment/pressure/on aear/选择前后车轮接触面/输入0.01966.（此举升机举升3.5吨，每根梁承重17500N，载车板上用两块活动的板承受前后车轮，用总重除以总面积得到单位压强，前后板比例为3/2，符合加载方式）。Solve/CurrentLS/Ok/Close。4、查看结果及分析查看变形结果：General PostProc/Plot Results/Deformed Shape/Ok;(变形结果可动画演示：PlotCtrls/Animate/ Deformed Shape/Ok,可直观观察轴的变形情况) 查看应力结果：General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/SX(X方向应力)、SY（Y方向应力）、SZ（Z方向应力）、SEQV（综合力）；立柱底端采取on aear/ALL DOF(全约束)，压力加载在盖板覆盖处，加载面积为2584mm2。压力为11667N,采取加面力，所以加力的输入值为4.5。结果显示如图5.10、5.11所示。图5.10 立柱的总位移变化 图5.11 立柱的总应力变化经有限元分析结论此立柱最大应力为7.152MPa小于45号钢的最小许用应力(600MPa)。最大变形量0.03毫米与计算结果相符。立柱符合使用条件。提出观点 ：由综合受力图可看出最大受力处在施加约束处既立柱底座，底座是安装在地面处的，承载整个举升质量，为防止立柱破坏地面，所以在立柱于地面接触处安装厚10毫米300mm 220mm钢板。5.3.5 底座有限元分析底座两端采取on aear/ALL DOF(全约束)，压力加载在立柱与底座接触处，加载面积为底座的上半接触面所以有效面积为1885mm2。压力为11667N,采取加面力，所以加力的输入值为6.1893。lastic/Isotropic/输入EX(弹性模量)值，输入PRXY(泊松比)值。（材料选择45钢，则EX=2.1e11, PRXY=0.3）显示结果如图5.12、5.13。图5.12底座网格划分图5.13轴的总应力变化经有限元分析结论此底座最大应力为2.399MPa小于45号钢的最小许用应力(600MPa)。最大变形量0.001456毫米与计算结果相符。底座符合使用条件。5.4 本章小结本章利用Pro/E、ANSYS仿真技术，对汽车举升机进行强度、刚度、稳定性、可靠性及动态特性等方面进行研究与分析，发现设计上存在的缺陷并提出结构优化设计方案，可以为汽车举升机的设计制造提供重要的理论依据，首先介绍了有限元静力学分析的基本理论和基本方法，对举升机个别关键部件进行了有限元静力学分析，通过计算分析找出了各个部件的应力分布、位移变化图等，得到了举升机的强度、刚度特性。结 论本文首先对所有的汽车举升机的情况进行了简单的阐述，并介绍了各类汽车举升机的结构特点，对汽车举升机有了初步了认识。然后再根据各类汽车举升机的各种使用要求，结合前人设计的举升机的各种结构，按照自己所要设计的举升机的要求对汽车举升机进行了结构方面的设计。本次所设计的举升机是采用以液压驱动、液压缸为举升装置以及钢丝绳为同步装置的普通式双柱汽车举升机。液压驱动是由液压系统以及电箱组成的。整个举升机的外形是双柱式的，同时它的支撑机构是非对称式的托臂。通过电磁铁安全锁将立柱内的滑台固定住，起到保护的作用。总结这次普通式双柱汽车举升机的设计，大体可以归纳为以下几点：通过市场调查，首先了解了汽车举升机种类，并熟悉了各类汽车举升机的外形以及它们的功能特点、使用要求等。在对汽车举升机有了一定的了解后，将各类汽车举升机的装配结构作了对比，最终确定了本次设计的普通式双柱汽车举升机的设计方案。在确定了设计方案之后，就对普通式双柱汽车举升机的结构进行了设计。在设计过程中通过参考其它形式的举升机的结构特点，再结合了自己的设计思想，最终把此次普通式双柱汽车举升机的结构设计成由举升装置、立柱、支撑机构、平衡机构和保险机构五大部分组成。由于汽车举升机是一种将汽车抬升到一定高度后用于汽车维修或保养的举升设备。因此，在工作的情况下它必须要承受一定的载荷。所以，在设计了汽车举升机的结构之后，还对它的强度、刚度进行验算，以保证举升机有足够的承载能力来安全有效地工作。除了对普通式双柱汽车举升机的机械结构进行设计、验算外，还进行了液压部分的验算。因为本次设计的普通式双柱汽车举升机的驱动系统采用的是液压驱动，而且它的举升装置采用了液压缸举升。而液压缸受压的活塞杆是属于细长杆，所以设计时必须要考虑到细长杆的稳定性，所设计的方案必须要通得过验算。 (5)利用Pro/E完成双柱式举升机三维建模，并利用ANSYS完成主要零件有限元分析。参考文献 1 钟裕荣，庄清溪，张戈于，黎保新YFJ-50移动式气液举升机的研制J，机电工程技术，2004（8）：116-1222 张毅，马力，李鹏飞基于ANSYS的自卸车举升机构优化设计J，专用汽车，2005（3）：21-233 崔新涛，毕凤荣自卸汽车举升机构动力学仿真分析J，机械设计与制造，2004（2）：143-1454 彭荣济，李振清，丁洪生。现代综合机械设计手册M，北京：北京出版社，2003（1）5 白云强，徐明起重工机具M，北京：北京电力出版社，2007（1）6 凯德精通Pro/ENGINEER中文野火版3.0M，北京：中国青年出版社，2007（1）7 王宏武，魏发孔钢丝绳承载受力特性分析及计算J，甘肃科技，2007（9）：77-798 郑鹏鑫JFJ-25剪式气压举升机德设计J，机床与液压，2007（3）：118-1209 丁亚康，钟绍化ADAMS软件在自卸汽车举升机构设计中的应用，专用汽车，2008（6）：51-5510 钱力军，黄伟自卸车举升机构件改进设计及分析J，合肥工业大学学报，2008（1）：143-14511 郑军宜，李浩电梯式立体车库升降系统研究J，中国水运（学术版），2006（4）：69-7012 张鹏俯仰升降式立体车库液压系统设计J，液压与气动，2007（7）：10-1113傅丰礼,唐孝镐.异步电动机设计手册M.北京:机械工业出版社,2001,(1).14齐晓杰.汽车液压与气压传动M.北京:机械工业出版社,2006,(8):70-88.15王明红.普通双柱式举升机立柱的结构分析和验算J.上海工程技术大学学报,2004,(9):251-253.16 Mechanical Dynamics IncRoad Map to Pro/E /Car DocumentationJ，Janes, 2000 (3)：45-5017 Wang Liqing,Cai BingzhengResearch on Integration and Application of PRE and ANSYS，chanese Jornal of Aeronautics,2008(21)：411-416致 谢值此本科毕业论文完成之际，凝望掘作，感怀颇多，谨向所有给予过我关心、爱护、支持和帮助的老师、同学、朋友和家人表示深深地谢意！衷心感谢我的指导教师王强老师给予我的全面指导和关心，在整个毕业设计的过程中，从总体方案的设计到图纸的绘制，我得到了他全面、认真、细致、严格的指导。他那认真工作、以身作则、严谨治学的态度和精神为我做出了良好的表率。 感谢指导教师在毕业设计期间给予的学业上的精心指导，治学上的严格要求。我衷心祝愿恩师身体健康、一切顺利！同时感谢四年来给予我很多知识、关怀和帮助的老师们，从他们身上我不仅学到了好多理论实践知识，更学到了做人做事的态度，这些知识以及老师们言传身教的做人做事道理将会伴随我今后的学习和工作！马上就要离开这个学习、生活四年的校园了，感谢那些给予过我关心、帮助的老师和同学，正是有了大家的关怀、鼓励，此毕业设计才得以顺利完成。由于本人知识有限，加之有关本设计题目的资料较少，所以在设计过程中出现的纰漏错误还请各位领导、老师和同学给予指正。再次对我的恩师表示深深的谢意！最后真心的祝愿我的母校黑龙江工程学院发展地越来越好！附 录Research on Integration and Application of PROE and ANSYSAbstract ANSYs, the software developed by the American Company named ANSYS, is a new generation of large and general finite dement analysis program integrated with the structure, beat, fluid, electromagnetism and acoustics Although equipped with functions of perfect fore and after processing and powerful data interface, and regarded as the most effective CAE software, yet it is restricted to the practical complex project modeling. Therefore, according to characteristics of Pro/E and ANSYS, two precise methods of leading models turn ANSYS are Presented by way of the interface between the two software while Applying the CAD molding software to the model building. For one thing, ANSYS can be directly integrated into Pro/E and entered by clicking the menu of ANSYS after building models in Pro/E. Thus, the whole process can be transferred without breaking away from each other, which reaches the goal of seamless connection and actual integration of CAD/CAE. For the other, model flles are copied to the directory of ANSYS with the help of finished models in Pro/E, then led into the environmentby means of option “input”-“Pro/E” embedded in ANSYS. finally full-We mock-up is displayed via running options Volumes” in the plot mean. These two methods avoid ever present lost or distortion of complicated curved tam while leading models built in Pro/E into ANSYS.Lades Terms-CAD/CAM, ANSYS, finite element analysis Pro/E1. INTRODUTION of FINITE ELEMENT METHOD AND ANSYS STRUCTURE ANALYSIS FUNCTIONThe finite element method separates the structure into limited units, takes the node displacement of units as the basic unknown quantity, extracts node displacement by applyingmechanics to the equation solving, then extracts the internal force by the corresponding relation between internal force and the displacement. the entire process involves the unit selection. The commonly used unit type includes: (1) the pole structure (LINK), used to the calculation of grids. (2) the girder unit (BEAM), used to the calculation of frame structure. (3) the board and shell unit (SHELL), used to the calculation of thin-wall construction such as basin, water tank and floor, etc.(4) the entity unit (SOL1D), applied to analyze the structure calculation of block bodies such as the ground, dam，bridge pier, and great volume block.In the ANSYS procedure, structure static analysis is used to solve displacement stress and strength caused by exterior loads. The static analysis is suitable for questions that the correlation of inertia and damping time indistinctively influences on the structure response. Similarly, the static analysis includes non-linearity problems, such as plasticity, slow change, inflation, big distortion, strain, contact face and soon lThe structure motility analysis is used to solve problems that the load varying along with the time influences on the structure or the part. The ANSYS process accomplishes the modality analysis, spectrum analysis, transient power, harmonic response and mechanical analysis of stochastic vibration2. ANSYS/LS-DYNA-power demonstration analysis, may be used to simulate the extremely large distortion considering all non-linear behaviors. ANSYS may also carry on the linearity and non-linear flexure analysis calculating the flexure load and confirming the flexuremodality. 2. INTERFACE TECHNOLOGY BETWEEN ANSYS AND PRO/EIt takes engineers much time and energy to build models in the process of ANSYS finite element analysis. Although equipped with the function of self-modeling, yet it is restricted to deal with relatively simple models. With the increasingly widespread application of AN SYS, more complex models are required to process and the modeling function of ANSYS appears extremely insufficient.The main function of much large excellent CAD modeling software, such as Pro/E, UG, Solid Edge and so on, lies in that it can accomplish powerful parametric designs, which makes the complex entity modeling possible. Therefore, if the specialized CAD modeling software is integrated with ANSYS, the specialty of fast accurate modeling makes up for the insufficiency of ANSYS modeling. A. Using the Graphical Interface Offered by ANSYSANSYS offers graphical connection with the majority of CAD software for the share and exchange of data, and identifies such standard documents as IGES, Para Solid, CATIA, Pro/E, UG and so on. It is very simple to transform the model with the graphical interface. So long as finished models in CAD are saved as standard graphic files in the order of saved as or export, which ANSYS can distinguish, such as IGES or Para Solid documents 3. Using File-Import (or IOPTN) in ANSYS to lead the model, then modifying the model topology. Regarding CATIA, Pro/E and so on, ANSYS can distinguish their documents directly and doesnt need to he saved as other forms.Using these graphical connections is fast and convenient, but many problems often occur, even the file cannot be distinguished. For example, IGES (The Initial Graphics Exchange Specification) is one of the standard graphic exchange forms stipulated in the ISO standard. As a kind of professional standard of expressing product data and transforming data into neutral document forms, IGES has much superiority to realize document exchange. But due to the insufficient support of ANSYS to IGES, when ANSYS imports IGES document, it is unable to distinguish some small geometry elements, only to create the discontinuous topology and the fail of entity production. Besides, the model imported is only composed of some surfaces and it takes a long time for ANSYS to read IGES.For the edition ANSYS 8.0, these graphical connections only can deal with some quite simple models. Generally, some problems always exist in the process of transforming complex models, such as line surface lost, fail transform of chart cell and so on. At this time, TOPO-REPAIR must be used to repair models. This menu appears in the switching process, and doesnt appear at any time. Because of topology structure changes in the switching process by way of these graphical connections, the repaired topology by TOPO-REPAIR cannot carry on the next step of analysis.B. Method Connecting Pro/E with ANSYS1) Method One: Integrating ANSYS in Pro/e Directly1、 Set the connection of ANSYS and Pro/E. Choose process”-ANSYS Release8.0 Utilities-Ans_Admin, as Fig. 1 shows. Open the ANSYS manager, choose OK to determinate, then choose the connection with PRONE in the dialog box, as shown in Fig. 2. After the determination, establish the graphical display equipment as 3D in the dialog box opened along with, as Fig. 3 shows. Finally, in the Pro/E installing information dialog box, input the installingway in this computer and click OK to complete the connection of ANSYS and Pro/ E, as shown in Fig. 4.2、Open Pro/E, and if two options ANSC on Config and ANSYS Geom in the menu manager appear, it indicates ANSYS has already been integrated in Pro/E.3、Click on ANSYS Geom directly after completing the modeling in Pro/E, then the system can automatically open ANSYS and lead the current model to ANSYS. So long as clicking the option Volumes in the menu Plot.4、Establish the model material, select the unit, add the restraint and load, divide the net in ANSYS, finally analyze the process and show analysis results.2) Method Tow: import Model Document in ProEDirectly into the ANSYS environment1、According to method oneestablish the connection of ANSYS to pro/E2、Complete the modeling in Pr0/E，and directly copy the model document to the job directory of ANSYSImport the model document using the option Input -Pro/E in ANSYS, and show entity model by the option Volumes in the menu Plot3、add the restraint and load, divide the net in ANSYS and finally analyze the process and show analysis results.In this way models led to ANSYS serve as the entity form. Without the option ANSYS Geom to start up ANSYS, the model-transformed file with the extended name .APPLIED EXAMPLEThe milling cutter works in a various state. As the response to all kinds of dynamic loads depends on vibration characteristics of the structure, first of. all, modality analysis ought to be performed before analyzing other impetus 4. In the past the strength theory has been applied to experiments for the milling cutter analysis. Now the process can be accomplished by means of the advanced CAD/CAE technology. Take the modality analysis of milling cutters for example, to illustrate the whole process of design and analysis from Pro/E to ANSYS.1) Complete the 31) modeling of the milling cutter with the modeling module in Pro/E. For conveniences of dealing with units in ANSYS, the international units system is applied to the milling cutter model.2) Leading the model of the milling cutter established by the first method into ANSYS, results show that twist, face lost and face redundancy dont occur compared with that of the foregoing model, which guarantees integrality of the information, as is shown in Fig.5 and Fig.6.3) Dividing grids to build finite element models. Grid division is one of the most important segments in the modeling，and the division quality directly affects the result veracity and calculating schedule, even the convergence property. According to milling cutter characteristics and analyzing requirement, choose the unit type Solid186, as is shown in Fig.7.4) Set material attributes5) With completed finite element models, establish modality, exert boundary conditions, set the modality expansion.6) Post disposal and display of finite element analysis. Belonging to the static structure analysis, the following example disposes of and displays final data required by the post treatment of POSTI, as is shown in Fig. 8, Fig. 9 and Fig. 10. As a new generation of large and general finite element analysis program, the merit of ANSYS lies in the finite element analysis. Besides, the CAD software excels at the 3D modeling. Thus, as for the function and characteristics of the two excellent engineering application software, with twoconnecting modes presented in the paper, the operating technology concerned is expatiated to effectively avoid ever- present lost or distortion of complicated curved faces while leading models built in Pro/E into ANSYS. Practice testifies that satisfied r
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