弹簧整体参数化设计与有限元分析

发布时间：2020-12-14 12:44

　　基于CAD和CAE软件的集成设计是现代设计趋势之一。如何将参数化CAD建模与有限元分析相结合是一项挑战性工作。通过改变模型参数实现自动建模和有限元分析的研究很少。探讨基于SolidWorks尺寸驱动的弹簧参数化建模与基于Python的ABAQUS二次开发进行有限元分析相结合的方法。在VB界面中,通过人机对话窗口对可变参数赋予不同的参数值,自动生成一系列圆柱螺旋压缩弹簧模型。将模型导入Abaqus有限元软件,采用Python语言进行CAE模块编辑。将参数化技术与有限元计算有机结合,建立弹簧参数化设计与CAE分析系统,实现CAE分析的自动建模。实验结果表明,该方法可以得到合理的有限元分析结果。采用基于参数的设计与分析方法,可以缩短设计周期,得到合理准确的结果,且成本较低,弹簧分析方法也适用于其它机械零件。 

【文章来源】：软件导刊. 2020年06期

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

二次开发流程

SolidWorks软件提供了一套完整的二次开发接口-API，用户可以用Visual Basic、Visual C++或其它支持OLE的编程语言对SolidWorks进行二次开发，建立自己的应用系统。本文利用VB对SolidWorks进行二次开发，常用的参数化建模实现主要有两种方式：(1)完全用编程的方式完成参数化建模，用户可根据需要直接通过程序建立模型，但是这种方法对程序的专业要求较高；(2)定制尺寸驱动窗口。先在SolidWorks中绘制每个零件的三维模型，绘制过程中需要事先标注好模型尺寸，通过程序识别尺寸数据名称，然后为各个尺寸赋值，实现模型的重建。第(2)种方法虽然前期需要花费一定的时间，但相对而言不容易出错，并且对程序的专业要求相对较低，编写程序时只需改变零件的尺寸参数，完成模型的更新即可，所以本文在建立弹簧零件库时，采用修改设计参数重新生成三维模型，称为基于三维模型的参数化设计。三维模型的参数化设计过程如图2所示。1.2.1 确定基本参数

圆柱螺旋弹簧分为有效圈和左、右支撑圈，如图3所示。有效圈是弹簧受力的主体部分，根据GB/T2089-2009，圆柱螺旋压缩弹簧的有效圈数尾数推荐用1/2圈，只有在极个别的情况下才采用整数圈。圆柱螺旋压缩弹簧几何参数主要有：弹簧丝直径d、弹簧外径D2、弹簧内径D1，弹簧中经D、弹簧有效圈数n、有效圈节距p、总圈数n1、自由高度H0等，两端为左右支撑圈，支撑圈数n2通常有1.5圈、2圈、2.5圈3种。影响圆柱螺旋压缩弹簧结构的主要特征尺寸是弹簧丝直径d、弹簧中经D、有效圈节距p、弹簧有效圈数n、总圈数n1，本文选择上述参数定义弹簧。1.2.2 建立弹簧三维模型库

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2916431