摘要采煤机是一个复杂的机电液一体化机械系统，采煤机零件的负载特性比较复杂，对这些零件的设计和分析是采煤机研发的重要步骤。我国采煤机与世界上发达国家的采煤机在可靠性和智能化方面还有着较大差距，一直以来我国的设计研发都处于经验设计的模式下，严重制约了采煤机的发展。随着计算机技术的发展，CAD技术的普遍应用以及参数化设计技术的引入，为我国提升采煤机的设计提供了新的方向。本文将参数化CAD与参数化CAE技术应用到采煤机设计中，以UG9.0为平台，VS2012为程序开发工具，结合UG二次开发技术和SQLServer数据库技术开发了集参数化CAD建模、参数化CAE分析、设计知识数据库功能于一体的采煤机设计与分析系统。系统包括参数化CAD设计子系统、参数化CAE分析子系统和数据库子系统。参数化CAD设计子系统是基于模型模板的参数化设计方法建立的，在原有的模型基础上通过尺寸参数驱动的方式生成新的模型，该方法快捷有效，便于对零部件修改和二次建模，提高了建模效率。参数化CAE分析子系统采用UGOpenC++通过VS2012编写前处理程序，实现了有限元分析前处理参数化设置，程序自动调用NXNASTRAN求解解算器，CAE前处理的参数化和自动化降低了有限元分析的门槛。数据库子系统对采煤机设计中涉及到的零件、材料和CAEII分析数据等建立数据库，采用SQLServer数据库管理、ADO访问数据库等技术，通过人机交互界面实现数据的存取和查询功能，实现采煤机设计知识的共享。采煤机参数化CAD/CAE设计与分析系统具有与UG风格一致的人机交互界面，方便易用且界面友好，实现了与UG软件的无缝集成。该系统提高了采煤机设计效率，缩短了采煤机设计周期。在采煤机的研发过程中，设计人员可以方便地使用该系统进行产品的建模和分析，实现了采煤机设计和分析的自动化、参数化。应用实践证明，参数化CAD/CAE设计与分析系统的应用有效提高了企业的设计效率和市场竞争力。关键词：采煤机，参数化，有限元分析，UG，二次开发IIIPARAMETRICCAD/CAEDESIGNANDANALYSISSYSTEMOFSHEARER’SKEYCOMPONENTBASEDONUGABSTRACTCoalwinningmachineisacomplexMechatronicsandhydraulicsintegrationsystem.Theloadcharacteristicsofshearerpartsarecomplex,andthedesignandanalysisofthesepartsisanimportantstepintheresearchanddevelopmentofshearer.Thereisabiggapbetweenourcountryandthedevelopedcountriesintheworldaboutshearerintermsofreliabilityandintelligence.Thedesignanddevelopmentofcoalminingmachineinourcountryhavebeeninthemodeofexperiencedesign,whichhasseriouslyrestrictedthedevelopmentofcoalminingmachine.Withthedevelopmentofcomputertechnology,theapplicationofCADtechnologyandtheintroductionofparametricdesigntechnologyprovideanewdirectionforthedesignofshearer.Inthispaper,theparametricCADandparameterizedCAEtechnologyareappliedtothedesignofshearer.WithUG9.0astheplatformandVS2012astheprogramdevelopmenttool,combinedwiththeUGsecondarydevelopmentIVtechnologyandSQLServerdatabasetechnology,developedtheshearerdesignandanalysissystem.ThedesignandanalysissystemofShearerBasedonparametricCADmodeling,parametricCAEanalysisanddesignknowledgedatabaseisdeveloped.ThesystemincludesparametricCADdesignsubsystem,parametricCAEanalysissubsystemanddatabasesubsystem.TheparameterizedCADdesignsubsystemisbasedontheparametricdesignmethodofthemodeltemplate,andthenewmodelisgeneratedbythedimensionparameterdrivingmethodonthebasisoftheoriginalmodel.Thismethodisfastandeffective,itisconvenienttomodifythepartsandbuildthemodelagain.Andthismethodimprovestheefficiencyofmodelbuilding.TheparametricCAEanalysissubsystemusesUGOpenC++topreparethepre-processingprogrambyVS2012toachievepre-processingparametersettingsoffiniteelementanalysisandtheprogramautomaticallycallsNXNASTRANsolver.TheparameterizationandautomationofCAEpretreatme...
