基于ANSYS的液压机有限元结构设计系统开发

　　液压机在工业生产的各个行业中应用非常普遍。随着有限元方法的推广使用，采用成熟的大型通用有限元分析软件进行液压机的结构设计，已成为一种趋 势。但是，目前的液压机有限元分析方法，还主要集中在针对单一产品的设计上，而实际生产中经常会遇到系列产品的设计工作。这些产品在结构上基本一致，在尺 寸上形成了一个系列，如果逐一进行有限元建模、结果处理、优化设计，势必存在大量的重复性工作，严重影响设计分析的效率。有鉴于此，本文针对液压机机架的 结构设计，介绍了在ANSYS 中开发液压机有限元结构设计系统的思路与方法。以此开发的应用软件，具有一定的通用性，良好的可操作性，使液压机的结构设计变得快速、高效。

　　1液压机结构设计系统程序结构

　　这里开发的液压机有限元结构设计系统，是附着在 AN-SYS 上的一种小型应用软件。将这种应用软件作为一个软件包捆绑在ANSYS 上，能够随 ANSYS 在用户计算机上一起启动。其程序结构如图 1 所示。开发中主要涉及以下几个子系统：

　　(1)用户菜单系统;

　　(2)用户参数输入系统;

　　(3)ANSYS 前处理系统;

　　(4)ANSYS 后处理系统;

　　(5)ANSYS 优化设计系统;

　　(6)软件帮助文件。

　　2 系统的开发过程及实现方法现结合某厂生产的YJ32- 315G

    三梁四柱式单缸液压机的上横梁，阐述液压机结构设计中各子系统的开发过程及实现方法。

　　2.1 用户菜单系统

　　用户菜单系统的开发，是通过采用 ANSYS 的 *ABBR 命令组成的*.ABBR 文件创建的用户工具条按钮来实现的，菜单按钮层级结构如图 2 所示。

　　每个菜单按钮，都位于 ANSYS 图形界面的 Toorbar 工具条上，它们是 ANSYS 的宏、系统 UIDL 函数名和 WINDOS 可执行文件的英文缩写名。在 ANSYS 的 Toorbar 工具条上，每次只出现一层菜单，点击相应按钮可弹出下层菜单。第一层菜单在保留 ANSYS 缺省按钮的条件下，增加了“YYJ_FEA”按钮，点击此按钮，即可进入液压机的有限元设计分析。

　　第二层菜单为有限元前、后处理及优化设计菜单。

　　第三层菜单为第二层菜单对应的具体实施菜单按钮。

　　每层菜单设一个“HELP”按钮以获得在线帮助，从第二层开始，设一个“RETURN”按钮以返回上层菜单。

　　2.2 参数输入系统

　　参数输入系统，为用户提供了设计过程中所需的各种参数输入接口，它是用ANSYS的*ASK或MULTIPRO命令，编制的一种参数输入宏文 件。当用户点击图 1 中的“IN-PUT_PARAMETER”参数输入按钮时，自动运行此宏文件，在ANSYS 的图形界面中弹出参数输入对话框，用户即可按照设计的要求输入参数。针对液压机结构设计开发了三种参数输入对话框：