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三维数字化技术NX在翻斗矿车设计中的应用

时间:2014-09-28 来源:万方数据 编辑:编辑部 点击:次 字体设置:

什么是NX?

NX是集CAD/CAE/CAM功能于一身的大型综合软件,是与CATIA软件具有很多相似功能,但又有其独特功能的计算机辅助设计、分析和制造软件。它除了具有实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能之外,还可以在设计过程中进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,从而提高设计的可靠性。

1 翻斗式矿车的结构特征及工作原理

    翻斗式矿车的结构特征:KFV1.1-6型翻斗式矿车由车箱、车架、轮对、φ52mm连接插销等组成。

    (1)车箱:由箱板、端盖、口边角钢等焊接组成。

    (2)车架:由槽钢、角钢、碰头、轴卡等焊接组成。

    (3)轮对:由车轮、轴、轴承等组成。

    (4)连接插销:由φ52mm优质碳结元钢,手提环焊接组成。

    该翻斗矿车不需用任何辅助设施,可左右自动翻转,灵活、轻便,矿车在轨道上前进一段,停止,车厢两端板上的卡板销打开,车厢侧翻,卸煤。

2 基于ANSYS翻斗矿车的翻转车架静力分析

    把NX与ANSYS结合起来,将在NX中建好的模型导入ANSYS进行有限元分析,得出翻转车架的静力学特性,从而提高工程技术人员的工作效率。将KFV1.1-6翻斗矿车设计中的车箱整体,从造型软件NX中转换到有限元分析软件ANSYS中,完成三维实体模型的数据在两种不同系统中的转换。

3 运动仿真和工程图的生成

    3.1 运动仿真的主要丁作界面

    利用NX/Modeling的功能建立一个翻斗矿车的三维实体模型,利用NX/Motion的功能给翻斗矿车模型的各个部件赋予一定的运动学特性,再在各个部件之间设立一定的连接关系,从而建立一个翻斗矿车的运动仿真模型。通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性.并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况,对运动机构进行优化。翻斗矿车,运动仿真功能的实现步骤为:

    (1)建立一个矿车的运动分析场景。

    (2)构建矿车的运动模型,包括设置每个零件的连杆特性及两个连杆间的运动副等。

    (3)设置矿车的运动参数,提交运动仿真模拟数据,得出矿车的运动仿真动画和运动过程。

    (4)输出运动分析数据和变化曲线。在进行运动仿真过程中需要注意的是,给各个部件赋予一定的运动学特性,同时为了组成一个能运动的机构,要把两个相邻构件以一定的方式连接起来,并保证这种连接是可动连接,最终形成运动副,在NX/Modeling中用运动副(COINT)连接,从而实现运动仿真动画和运动过程。

    3.2 运动分析

    对翻斗矿车原来的三维实体模型完成连杆特性的设置、运动副的建立和外载荷的添加前置处理后,就完成了运动模型的构建。计算运动函数,根据得出的运动结果输出数据、表格及变化曲线,为机构运动特性分析提供依据。

4 结论

    三维数字化技术NX在翻斗矿车设计中的应用,就是在NX三维设计软件的支持背景下,根据矿车实物所得结构尺寸,利用其强大的造型能力绘出零件实体,完成装配和运动仿真。通过计算运动函数,根据得出的运动结果输出数据、表格及变化曲线,为机构运动特性提供分析依据。

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