基于SolidWorks和Ansys的液压支架设计分析

0 引言

    CAD技术的发展经历了由二维设计向三维设计转变的过程，二维CAD设计软件的出现极大地提高了设计效率，但是随着时间的推移，二维CAD软件的弊端也逐渐显现出来。它将人们对物体的认知限制在二维绘图平面上，对物体信息的表达也极不完整，而由二维向三维的转化则需要技术人员单纯从大脑中想象，所以二维CAD技术仅起到了电子图板的作用。三维CAD技术更符合人们正常的思维习惯，整个设计过程完全建立在物体的三维模型上，更加直观形象。本文使用三维设计软件SoildWorks2008，对ZY3200/12/28液压支架进行三维建模，并以Ansys为平台对其进行了分析，为后续的研究提供更有效的依据和基础。

1 液压支架零件的三维建模

    (1)板结构的建模技巧

    整个液压支架中结构最复杂的部分是顶梁、掩护梁和底座，这些部件主要是由板件焊接而成。对于加强板这种简单板，它们的特点是结构相似，尺寸不同。对于这种板的处理方法如下：首先，依据尺寸绘制草图，使用“拉伸”特征得到相应板结构后保存。然后，在左侧设计树中双击欲修改特征，在弹出的尺寸上双击修改，单击“重建模型”按钮，便可得到不同尺寸的板结构。而对于底座主肋板，顶梁侧板这些定位尺寸不规则，形状复杂的板，可以直接将其二维CAD图形导入至草图中，进而建立三维模型。方法如下：在主界面中选择“打开”，在下拉列表中选择“DWG(*.dwg)”，打开所需文件。过程中只需按照所提示步骤即可完成，但要注意一点，在弹出的“工程图图层映射”对话框中会显示CAD图形的图层信息，仅保留CAD绘图轮廓线所在的0层。由2D至3D的转换过程中的注意事项：首先，转换过程所需的是CAD中绘图轮廓线，其余线条皆为冗余，所以在转换之前可以将二维图形绘制在一个独立图层中，如“0层”。其次，导入前应确定图形单位的统一，并且在二维图形中，要保证图形比例为1:1。遵循上述规则转换后将会严格按照CAD图形生成草图。

    (2)工具栏的定制

    2008中的命令管理器，即CommandManager司以对工具栏上的命令按钮进行动态更新，虽然在默认情况下把不同命令按钮分类存放，但是在建模过程中由草图绘制跨越到特征的建设，需要反复点击，降低了设计效率。所以可以根据绘图情况定制适合自己的工具栏，将“草绘”和“特征”中常用的按钮放同一个工具栏中，从而提高作图速度。在建模过程中主要用到的特征命令有“拉伸凸台/基体”，“旋转凸台/基体”，“倒角”，“圆角”，“镜像”，“异型孔向导”等。