基于Pro_E和ANSYS的产品轻量化定制.docxVIP

第期（总第期

１１７０

）

年月

２０１２２

机械工程与自动化

ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ?ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ?＆?ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ

Ｎｏ．１

Ｆｅｂ．

文章编号

：（）

１６７２－６４１３２０１２０１－００２１－０２

基于和的产品轻量化定制

櫜

／

ＰｒｏＥＡＮＳＹＳ

张阿玲，辛志杰

（中北大学山西省深孔加工工程技术研究中心，山西太原

）?

?０３００５１

摘要：基于对产品大批量定制、数值分析技术及有限元分析的初步了解，利用两者的结合

ＰｒｏＥＡＮＳＹＳ

／、，

对电瓶车的翻斗架部分的不同模型进行有限元分析，从而验证了目前技术在优化的基础上实现大批量定制的

可能性和可靠性

。

关键词：大批量定制；数值分析；有限元分析；电瓶车；翻斗架

中图分类号文献标识码

：：

Ｕ４６９．７２∶ＴＢ１１５???Ａ

引言的数学计算问题，这些问题用一般的计算工具来解决

０?

进入世纪，制造企业面临的巨大挑战在于能非常困难，而用计算机来处理却非常容易。在求解工

２１

否以较低的成本与较短的产品交货期满足不断增长的程技术领域的实际问题时，建立基本方程和边界条件

客户个性化需求。大批量定制因为充分结合了规模经还是比较容易的，但是由于其几何形状、材料特性和

济性与范围经济性而成为企业经营的首选模式，而产外部载荷的不规则性，求得解析解却是很困难的。因

品设计阶段决定了的产品成本与产品特此，寻求近似解法就成了必由之路。近似算法有许多

７０％～８０％

性，在产品生命周期中具有重要地位，面向大批量定种，常用的方法有差分法和有限元法

。

制的产品设计差分法计算模型可给出其基本方程的逐点近似值

（，

Ｄｅｓｉｇｎ?ｆｏｒ?Ｍａｓｓ?Ｃｕｓｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ

）自然而然成为研究热点（差分网格上的点），但对于不规则的几何形状和不规

。ＤＦＭＣ

基于产品平台的大规模定制能够提高产品开发速则的特殊边界条件就难于应用了。有限元法把求解区

度，降低产品开发成本，提高产品可靠性，增加品种域看作由许多小的在节点处互相连接的子域（单元

）

及降低管理复杂性，增强商业策略的灵活性。本文以所构成，其模型给出基本方程的分片（子域）近似

电瓶车底座车架为例，利用两者的解，由于单元（子域）可以被分割成各种形状和不同

ＰｒｏＥＡＮＳＹＳ

／、

结合，验证实现大批量定制的可能性和可靠性尺寸，所以它能很好地适应复杂的几何形状、复杂的

。

产品设计分析方法材料特性和复杂的边界条件，再加上它有成熟的大型

１?

为了提高产品的可靠性及产品设计的最优化，在软件系统支持，故已成为一种非常受欢迎的、应用极

产品配置前对产品进行性能分析就显得十分重要广的数值计算方法

。。

随着计算机和计算方法的飞速发展，几乎所有学有限元方法是求解数理方程的一种数值计算方法

，

科都走向定量化和精确化，从而产生了一系列计算性它是将弹性理论、计算数学和计算机软件有机地结合

的学科分支，如计算物理、计算化学、计算生物学在一起的一种数值分析技术，是解决工程实际问题的

、

计算地质学、计算气象学和计算材料学等。计算数学一种有力的数值计算工具。最初这种方法被用来研究

中的数值计算方法则是解决“计算”问题的桥梁和工复杂的飞机结构中的应力，后来由于这一方法的灵活

、

具。科学计算已被应用到科学技术和社会生活的各领快速和有效性，使其迅速发展成为求解各领域的数理

域中方程的一种通用的近似计算方法。目前，它在许多学

。

在现代科学和工程技术中，经常会遇到大量复杂科领域和实际工程问题中都得到了广泛的应用

。

山西省自然科学基金资助项目）；山西省高等学校科技项目）；中北大学校科学基金资助项目

（（（）

２００９０１１０２５－３２００８櫜

收稿日期；修回日期

：：

２０１１－０９－２８２０１１－１０－１８

作者简介：张阿玲），女，湖北襄阳人，在读硕士研究生，研究方向：现代机械产品可适应动态设计方法与技术

（。

１９８４－

·机械工程与自动化年第期

·

２２?

???????????????２０１２

１

基于实例的研究由表和表的分析结果可知，当将框架部分由

２?

１２

本文以电瓶车底座车架的一部分为例，运用截面积为的实体改成厚度为的

ＰｒｏＥ２２ｍｍ×４６ｍｍ２ｍｍ

／

与联合对其进行一定载荷下的模态分析壳体时，各阶模态对应的频率相差不是很多，却可以

ＡＮＳＹＳ

。

在环境下建立的电瓶车后座支架模型如大大减轻框架的整体质量（由原来的减为

ＰｒｏＥ４１．５ｋｇ