矿山机械设计论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇矿山机械设计论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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一、概述

1.1情感化设计的含义

根据本文总结，得出情感化设计的大概含义。本文认为情感化设计是一种人性化的设计，其改变了传统的器械设计过程中只关注产品实用性的特点，将着眼点放于产品外形特征对于使用者的情感慰藉方面的作用，通过对产品外观的设计，使得使用者对器械进行更加有效的使用。

1.2对实现矿山机械情感化的作用的研究

本文认为，实现矿山机械情感化设计的作用表现在两个方面。首先是对于矿山作业者工作效率的影响。前文也有所提及，矿山作业相较于其他的工作来说其工作量是较为巨大的，因此，在矿山工作者工作时易产生疲劳的情绪，对工作提不起精神。而这时情感化设计就可以起到一定的作用，通过对颜色、外形等方面的改造，使得矿山工作者在进行机械使用时更具有精力。第二个影响即是对于安全性的影响。结合以往的对于矿山安全事故的报道可以得知，矿山作业的安全性虽然在近年得到了很大的提升，但是仍然具有一定的危险性，尤其是在警示不够且操作者疲乏的时候，更容易发生安全事故。情感化设计可以通过机械外形的刺激使得使用者具有警觉，从而减少事故的发生。

二、矿山机械情感化的实际应用

1、机械色彩应当保持明亮。在矿山机械的使用过程中，其外形对人产生最直接的冲击作用的就是机械的色彩。本文认为，在进行矿山机械设计的过程中，为了突出情感化设计的特点，其色彩应当从这两个方面加以注意。首先是从对使用者精神和视觉神经的刺激方面出发。据实验表明，深沉灰暗的色彩更容易使人出现疲乏的现象，而明亮的色彩可以振奋人的精神，因此，在进行矿山机械设计的时候，应当采用红、橙等明亮的颜色。但是，颜色整体应当趋于简单，不应当制造色彩斑斓的外形，尤其是仪表盘的应当尽量简单，以防使用者因为眼花缭乱而产生操作失误的现象。另一个方面是对于安全警示方面的作用。其实为了刺激人的视觉而选择的明亮色彩同时也具有个人提供警示的作用，但是本文认为，除了整体的颜色之外，为了机械操作的安全，机械上的关注部位应当用重点色彩进行标记，使得机械的使用者对其进行高度的关注，减少事故的发生。2、机械外形应当稳重可靠。除了矿山机械的色彩之外，其外形同样能给使用者起到心理暗示的作用。在我们传统的认知当中，普遍认为棱角分明的结构较之弯弯曲曲的结构更加具有安全感。而矿山机械由于其作业地点的特殊性以及其工作人员心理的特殊性，对其外表的稳重程度的要求比其他机械更高。因此，根据对矿山机械使用者情感的分析得出，其希望在较为不稳定工作环境中寻找一个稳定的依靠，因此，矿山机械的设计应当较多地利用直角和直线，以突出其稳定感。但是，从另一个方面而言，棱角分明的机械虽然看起来稳固可靠，但是也给人一种重机械的压抑感，影响矿山工作者的工作热情，因此，在进行矿山机械设计的时候，应当做到在保障整体结构的稳定可靠性的基础上融入较为柔和的线条，减缓重型机械给人心理带来的压抑感和严肃感。3、机械的操作应当具有规整性。至于矿山机械操作的规整性，可能是一个较为难于理解的概念。本文想突出的是，在矿山机械的操作过程中，其作用的效果应当具有一定的规律。例如，在运用挖煤机器的时候，挖煤机器挖出的煤最好是具有统一的大小和形状，这样的机械工作，不仅可以使得工作者心理因为煤块的整齐而感到舒心而且可以生出一种对这种机械操作的成就感。因此，要想实现矿山机械的情感化设计不仅需要对其外形进行改造，使其的作业方式变得更规整也是对增进工作者的工作效率具有重大影响的举措之一。

总的来说，要想实现矿山机械情感化设计的成功应用，就应把握住矿山工作则在工作的时候与其他工作者心理的不同，再通过研究，将能对其心理产生积极影响的元素融入到矿山机械的设计中去，以实现更安全高效的矿山工作。

作者:孔德博 张莉婷 单位:1.五矿邯邢矿业邯郸地质勘查有限公司 2.五矿邯邢矿业邯郸中冶建设有限公司

参考文献

[1]卜繁刚.现代机械设计方法在矿山机械设计中的应用[J].中国新技术新产品,2016,(07):53-54.

[2]张艳明.关于现代设计方法在矿山机械设计中的应用研究[J].科技展望,2015,(28):45.

[3]宋昊妍.论现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J].机电技术,2015,(04):158-160.

[4]徐淼,任家骏.矿山机械情感化设计研究与应用[J].矿山机械,2015,(05):1-4.

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中图分类号：TH212 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0119-01

矿山机械，如破碎站、斗轮挖掘机、堆取料机等，工作于矿山环境，设备巨大，自重可达千吨以上。这类设备连续开采，一旦因故障停机，将会造成巨大的经济损失。

这类矿山重型机械大多采用大型履带行走装置、多履带行走装置，实现设备的移动。履带行走装置的工作可靠性严重影响着矿山的工作效率，间接影响着矿山经济效益。因此，在设计阶段必须保证大型履带行走装置的强度。履带架为大型履带行走装置的核心零件，其强度决定着整个履带行走装置，以至于整个矿山机械的工作可靠性，因此，必须在设计阶段保证履带架的强度。

关于履带架的强度计算方法，公开发表的论文较多，这些论文大多针对小型履带架进行研究，而大型履带行走装置具有其自身独特工作工况，因此，有必要针对大型履带行走装置的核心零件――履带架进行研究，从而为履带架设计提供保证。本文应用ANSYS软件针对大型履带架建立了多工况有限元模型，研究其在不同工况下的应力分布特点。

1 建模

1.1 几何模型

本文所研究的承重1200 t大型履带行走装置履带架及门架三维模型如图1所示，应用三维建模软件solidworks建模。

1.2 有限元模型

由于履带架主要由板件焊接而成，应用板壳单元分析，计算效率和结果准确度均能保证。因此，将模型导入专业网格划分软件hypermesh中，抽取中面并进行网格划分。将网格模型但边界条件施加及提交计算，导入ansys软件后的网格模型如图2所示。该模型采用整体结构划分网格而成，单元类型shell63，线弹性材料弹性模量E=2.3e5（米制单位）、密度7.8e-3kg/mm3，共50万个单元。针对该模型进行个网格尺寸研究，最终确定50万个单元能保证工程上计算精度要求。

2 工况及边界条件

大型履带行走装置工况主要有直行工况、转向工况、空载爬坡工况，本文针对这些典型工况，应用履带架网格模型，施加不同的边界条件，模拟实际工作过程，研究履带架应力分布特点。

2.1 直行工况

直行工况履带架所受载荷及约束施加如图3所示，上部载荷通过节点力直接分布施加于履带架与上部结构连接处。通过梁单元模拟承重轮，承重轮处施加竖直方向位移约束，驱动轮处施加前后方向的位移约束，并在导向轮处施加行进阻力，以及将承重轮内摩擦阻力施加于相应位置节点处。

2.2 转向工况

转向工况约束载荷如图4所示，施加履带与地面之间的摩擦阻力矩，约束一侧的驱动轮处行进方向自由度及承重轮处竖直方向自由度。

2.3 空载爬坡工况

空载爬坡工况边界条件如图5所示，及将直行工况中物料质量去除（空载），并将整体迫性调整一爬坡角度。约束条件同直行工况。

3 结语

计算结果如图6所示，本文对各工况最大应力进行统计，如表1。

从表中可以看出：不同工况最大应力出现的位置也不同，其中应力最大值出现在转向工况下，因此在设计时，针对转向工况的强度计算要注意。

参考文献

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点击确定后，它便以最小化的形式出现在window的任务栏中，当我们在Autocad2002中执行复制动作时，便会出现了“剪贴板中的数据已被BetterWMF修改（大小:9.33”*2.55”）”的提示字样。此时，到Word文件中通过粘贴，实现了Cad图的插入，可以发现这种方法插入的Cad图形特别清晰，而且背景的黑色过滤掉了，在word文本中只出现了cad图。

2 在AutoCAD中插入Word文档

首先在Word2003中完成相关文本的编辑，然后对其进行保存，需要注意的是存取的文件格式应为文本文件或tif格式文件。打开AutoCAD2002，然后选择菜单项“插入/OLE对象”，则弹出一个对话框。在对话框中选择“由文件创建”，选择“浏览”，在弹出的“浏览”对话框中选择刚才编辑好的文档，单击“打开”“确定”即可在AutoCAD中插入所需的Word文档。在AutoCAD中要编辑刚插入的Word文档，选中并双击插入的Word文档即可进入Word编辑文档，编辑完后，关闭word文档，插入AutoCAD的word文档也得到相应修改。

3 结束语

对于机械设计人员来说，AutoCAD是一把不可或缺的的绘图利器，同时Word是撰写文章的最佳软件，学会将2款软件很好的嵌入使用，使图形文件、文档文件的处理等达到互补，扬长避短，这样就实现了最终编辑的图形和文档都能达到令人满意的效果。

参考文献：

[1] 丁建梅.AutoCAD与Word和Excel图文转换的效果处理[J].工程图学学报,2002(4):157-158.

[2] 尤惠嫒.在Word中插入AutoCAD图形的方法[J].矿山机械,2007(12):151-152.

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中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）06-0057-02

Creation and Construction National Quality Curriculum to Achieve Combination of Theory and Practice//XU Gening

Abstract The purpose of the curriculum construction is to improve the quality of teaching quality by providing students with the high quality teaching resources. Exploration and practice are carried out from curriculum， teaching theory， practice teaching， teaching team construction and textbook building to other aspects combining with “metal structure” curriculum construction， and a landmark achievement is made.

Key words metal structure； curriculum construction； theory teaching； practice teaching

太原科技大学是以工科为主的多科性大学，以机械类和近机械类专业为主导，自1965年成立起重运输机械、工程机械、矿山机械专业以来，将金属结构课程定为机械类专业方向必修的主干专业基础课（起重机械、工程机械、矿山机械、物流工程、安全工程）。在校、院和系领导的高度重视和课程教学团队的共同努力下，本门课程已经成为学校水平高、影响大、覆盖宽、教师和学生高度重视、教学质量稳定、教学效果好的课程之一。金属结构课程建设以培养高等工程技术应用型人才为目标，坚持“注重理论研究，强调工程概念，加强实践环节，激发创新意识，重视能力培养”教改思路；经过多年探索和建设，发挥该校机械设计制造与自动化专业创建、发展过程中的优势，突出课程体系、教学内容、教学手段和教材建设等几方面改革实践，已形成一套科学、系统、有效的教学新模式，具有鲜明的特色。2009年金属结构课程被评为省级精品课程，2010年金属结构课程被评为国家级精品课程，2013年扩展为山西省精品资源共享课。

1 金属结构课程体系改革

理论教学体系改革 建立以现代机械结构有关的理论及方法为基础，侧重学生工程素质、综合应用和创新设计能力培养的课程体系。根据这一新体系，注重加强与拓宽基础、加强工程背景、有利于学生自主学习的原则，进行教学内容的整合、协调和优化。

实践教学体系改革 通过“基本实验能力的形成——分析（设计）与综合能力的训练——创新精神的培养”构建实践教学体系。课程新体系注重理论教学与实践教学并重、各教学环节有机衔接和整体优化，形成了课堂教学、实验教学、课程设计一体化的教学体系。

2 理论教学改革与实践

改革以教师、课堂、书本为中心的知识灌输传授方法，采用以教师为主导、学生为主体的多种形式，注意教学互动与交流，促进学生积极思考，激发学生的创造性思维 具体做法：加强课程联动环节——将专业基础课中的基本模型、基本理论、基本方法、基本规律与专业课中的典型机型的典型构件、典型工况的典型载荷、典型模型的典型分析及典型步骤联动对应，打通课程的内在联系，承上启下地解决课程的重点、难点问题；加强课堂互动环节——提问、回答、讨论、报告——解决课程的重点、难点问题；加强课程内外结合环节——问题、例题、习题、解题——解决课程的重点、难点问题。

坚持课堂教学和案例教学相结合 以工程问题为背景，将行业标准、规范、案例分析融入相关教学内容中进行讲授，培养学生工程能力，拓宽学生知识面。

坚持课程教学与专业、科研有机结合 金属结构课程覆盖的专业和方向宽泛。教学过程中，在严格按照教学大纲进行授课的基础上，针对不同专业和方向，调整教学内容。将本课程的基本概念、基本理论和相关专业方向后续专业课程有效衔接并有机联合。对于起重机械、工程机械专业方向的学生，强化机械系统中的动力学部分以及零部件疲劳强度计算等内容，使学生认识到如何运用所学知识来解决系统中动力学及零部件疲劳强度问题，从而提高系统的安全性和可靠性。对于特种设备安全工程、物流工程等专业的学生，除了讲解金属结构的基础知识以外，注重讲解一些现代设计理论、零部件维修性能等，使学生能够将现代设计理论和本专业知识有机结合，如将通过可靠性设计以确定设备寿命和维修周期，保证设备安全性等有关知识溶入教学中。通过上述方式，实现了该课程和后续专业课的有机结合，充分发挥了该课程的作用，让学生看得见、摸得着、用得上，将课堂知识真正落到实处，为后续专业课程提供了坚实的基础。

3 实践教学改革与实践

实践教学环境建设 与金属结构课程相关实验室属机械实验教学中心。机械实验教学中心是国家实验教学示范中心、山西省虚拟仿真实验教学示范中心。金属结构课程相关实验室建设紧密跟踪行业和制造业的发展，适时将科研成果转化为教学资源，如自主设计具有工程背景的实验系统（设备）：机械传动、力学行为、调度管理试验系统及大型结构疲劳综合实验台等。实验系统（设备）集结构、光电、机械、控制、仿真、调度、管理于一体，体现多学科知识融合的系统集成；可开设虚实结合的设计创新性实验项目，实现工程教育回归工程的目标。

实验教学改革与实践 以国家示范实验教学中心，构建以综合、设计、创新能力培养为中心的“分层次+开放式”的实验教学新模式。“分层次”是将实验分为三个层次（基础型、分析与综合型、创新与设计型），不同层次实验采用不同的教学方法和手段。“开放式”是将实验项目、内容、时间面向学生全面开放，为学生个性化培养提供自由发展的平台和空间，真正体现以学生为主体、教师为主导，实现了由验证性实验向设计实验、单一性实验向综合实验及具有工程背景实验的转变。

合理设置相关的实验项目，引导学生在实践中掌握课程的重点和难点。在教学中紧密联系工程实际，逐步形成独有的实验和实践教学特色，将教学、工程和科研紧密结合，以科研支撑教学，以教学促进科研。如将国家重大技术装备科技攻关项目——“桥式起重机主梁疲劳设计与实验研究”的成果列入本科生的“金属结构疲劳实验”内容。

课程设计改革与实践 在课程设计中着重解决如何提高学生的综合设计能力、创新能力和工程实践能力，开展创新设计活动，调动学生设计思维。充分利用创新实验室的仪器、设备及虚拟仿真示范实验教学中心中面向工程实际的实用软件，使学生能将现代设计理论及方法应用于设计中，实现了课程设计与工程实际有机结合。鼓励学生直接参加教师的科研课题，并作为本课程的课程设计题目，将所学的基本知识直接应用于工程实际中。

4 课程教学团队建设

高水平的师资队伍建设是精品课程建设的根本保证。课程负责人为全国优秀教师、省级教学名师，在国内本领域具有较高的知名度。课程教学团队由7位教师和1位专职实验师构成，其中，博士生导师1人，硕士生导师3人，教授3人，副教授2人，讲师2人，高级实验师1人；7位教师中，博士研究生学历3人，在读博士研究生2人。为提高青年教师的教学水平，实行培养导师制、听课制度和学位提升制，保证持续稳定提高教学团队的整体教学和学术水平。

近年来，承担国家、省部级教改项目7项，获山西省教学成果奖3项，承担国家、省部级科研项目7项，获省部科技进步奖3项，在本领域具有较高的教学水平、学术水平和行业知名度。

5 《金属结构》教材建设

教材建设特色优势显著，起步最早，历史悠久，注重传承，不断创新。国内第一部教材是学校老专家徐克晋教授主编的《起重运输机金属结构》1962版，奠定了我国金属结构课程的基础。之后陆续主编再版《金属结构》1982版、1993版，1987年获机械工业部全国高等学校优秀教材一等奖，1988年获全国高等学校优秀教材奖。1997年由徐格宁教授主编《起重运输机金属结构设计》，精练了前续教材内容，突出了实用性，在全国本领域高校、研究所、生产企业使用了12年，有上百家企业和部分国家重点工程（如三峡工程的1200吨桥式起重机、西气东输工程的DG70吊管机、SD8高驱动架推土机研制）以及本学科领域的学者、论文、教材所引用。2006年，《起重运输机金属结构设计》的第2版更名为《机械装备金属结构设计》。2009年，徐格宁教授主编出版国家“十一五”规划教材《机械装备金属结构设计》，既传承老教材的精华，又吸纳多年科研成果及主持修订的最新国家标准（2008年出版）的内容，实现了教学内容、科研成果和实际工程的有机结合。

6 结束语

通过课程建设，全面提高了教师的自身素质和教学质量。但课程建设是一项长期的工作，还需在实践中不断地探索和完善。

参考文献

[1]徐格宁，陆凤仪，孙大刚，等.创建地方高校国家级机械实验教学示范中心的探索实践[J].实验技术与管理，

2010（2）：1-3.

[2]徐格宁.构建地方高校实验教学大平台的探索与实践[J].实验室研究与探索，2010（5）：1-3.

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Abstract: With the development of society, the application of computer technology in all walks of life, in the field of mechanical manufacturing, computer aided design has brought a new revolution for the machinery manufacturing industry, not only improve product design accuracy, shorten the product development cycle, to create efficient, safe products. In this paper, based on the development of computer aided design illustrates the importance of computer aided design; then to design application, the reverse engineering technology of CAD automobile cover mould as an example, discuss the application of computer aided design in mechanical design.

Keywords: computer aided design; application; mechanical design

中图分类号：TH122

1计算机辅助设计的发展及重要性

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机器生产的前提，同时也是决定机械性能的最主要因素，一部机器的质量及工作性能的好坏很大程度上取决于设计质量，狭义的机械设计仅指技术性的设计过程，广义的机械设计是指设计者根据使用要求和现有的条件，对机械的工作原理、结构、刚度和强度、各个零部件的材料和形状尺寸、以及方法、力和能量的传递方式等进行分析、构思和计算，并将其形成具体的描述以作为机械制造依据的工作过程。这不仅是一个创造性的工作，同时也是建立在丰富的成功经验基础上的工作，只有将两者结合起来，才能设计出高质量的机器。

机械设计的所有步骤几乎都需要计算机的帮助。图形的编辑、修改，大量数据的计算和比较，对零部件动力、强度等方面的精确测试，都需要相应的计算机软件的支持。除了这些繁琐的工作可由计算机替代外，设计者还可以利用计算机进行虚拟样机的构建，也就是根据图纸，在计算机上制造一个模拟样机，对它的工作性能、受力情况、热度等各方面进行验证，根据出现的状况修改原设计，从而达到完善的程度。随着计算机技术的发展，计算机正在越来越广泛地应用于机械设计的各个方面以及各种各样的机械设计中，它在提高机械设计的质量和转化为实际制造的效率方面，发挥着重要作用。计算机辅助设计便是伴随着计算机技术的发展而出现，并广泛应用于多种学科的一种方法。计算机辅助设计又被称作“CAD”，是由计算机帮助设计人员完成机械设计中的计算、制图、模拟等工作，并在不断修改和反复验证的基础上，输出满意的设计结果和最后的产品图纸的一门技术。

20世纪 60 年代初，麻省理工学院的一名研究生发表了题为《人机对话图形通信系统》的论文，首次提出了交互技术及计算机和图形符号的存储采用分层的思想，为 CAD 技术的确立提供了理论支撑。随着这一理论的不断完善，众多行业的领军人物开始认识到计算机辅助技术的重大作用，并投入重金研发。美国的 IBM公司开发了以大型机为基础的CAD 系统，该系统具有绘图、数控编制等功能，之后有关计算机辅助设计的研制与开发接踵而至，通用汽车公司研制出了用于汽车设计的DAC- 1 系统，洛克希飞机公司研发的 CADAM系统，适用于不同阶段的飞机设计。这时的计算机辅助设计系统都是在大型机或超级小型机的基础上开发的，购买这套系统通常需要上百万美元，因而这一系统只在经济实力比较雄厚、规模较大的航空、汽车、轮船、石油等行业应用。在 20 世纪 70 年代初出现了柔性制造系统FMS，“柔性”意为在使用计算机制造产品的过程中，制造系统会根据所编程序中指令的变换而改变加工过程，这种适应性以及加工的灵活性被称为“柔性”。我国对 FMS 的定义为：柔性制造系统是由数控加工设备、物料储运装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统，包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速调整，适用于多品种、中小批量的生产。随着计算机技术、通讯技术等的发展，CAD 技术也日益走向完善，比如 80 年代出现的由超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件，使得 CAD 技术在中小企业逐渐普及，从飞机、汽车到服装、建筑、出版等行业都开始采用 CAD 技术。如今，计算机辅助设计技术已在机械制造业得到广泛应用，而且现在的 CAD 应用系统可以将机械设计中的绘图、分析、数据处理、仿真、加工修改等一系列环节集于一身，大大缩短了设计时间，提高了设计效率和质量，降低了生产成本与制造周期。CAD 的常用软件有很多，但由ParametricTechnology 公司推出的Pro/Engineer 产品，在目前三维造型软件领域中占有重要地位，引领着CAD 技术的新潮流。

2逆向工程中CAD的应用

逆向工程是一种消化、吸收先进设计的重要手段。技术的自主研发固然重要，但研发成本却是相当高昂的，而且研发过程还受到科技人员的素质、国家财政的投入、现有条件等各方面因素的影响，因而一项新技术的产生通常需要几年甚至十几年的时间，这对于技术条件及设备相对落后的发展中国家而言是不可想象的。因而，充分利用他国的科技成果，在消化、吸收的基础上再进行创新不失为一种加快科技发展的重要手段。日本在二战结束后的重新崛起，很大程度上是因为他大规模引进美国、英国等欧洲发达国家的先进技术，并做了很好地消化吸收，从而转化为本国生产力的一部分。逆向工程就是在只有产品或实物模型的条件下，在了解产品原设计的基础上，逆向重构产品零部件的 CAD 模型，已达到设计创新的目的。以前的“逆向工程”技术的研究和应用都集中在实物方面，即在拆解原有产品的过程中，重建产品实物模型，以实现新产品的制造。随着现在机械制造技术的发展，可以通过坐标测量设备、通用的CAD软件等方法，把实物样件转化为 CAD模型，综合利用 CAM（计算机辅助制造）、CIMS（计算机集成制造系统） 等技术对其进行处理和再设计。Pro/Engi-neer软件中 SCAN- TOOLS是一个专用的逆向设计模块，可以通过数据点构造网格曲线，并对点云进行拟合，以得到光滑、连续的曲面，再对曲面进行交互修改，从而得到与实物一致的CAD 模型。SCAN- TOOLS与 Pro/SURFACE 配合使用，可以在曲面生成后，通过切割、裁剪、延伸等工作，将曲面转换为实体，再利用Pro/Engineer软件基于特征的参数化设计功能，完成模型的二次设计，实现 CAD模型的重建。

3 汽车覆盖件模具设计中的 CAD 应用

汽车覆盖件模具设计不仅影响到汽车车型，也是汽车个性化和更新换代的标志。然而在现实的汽车覆盖件模具设计中，经常发生设计人员的设计与制造、工艺人员的工作相冲突的情况也就是设计者的设计不能很好地进入生产、制造环节，甚至还会进行返工、再设计，这不仅增加了设计成本，拖延了生产时间，还可能造成失去市场竞争力的严重后果。为避免这种情况的发生，应尽量在设计环节排除这些问题。

汽车覆盖件模具的设计过程一般包括：根据市场需求进行模具概念设计；对模具的结构、热度、工艺问题等进行分析并画出图纸；根据图纸进行 CAD模具结构造型设计；将 CAD 造型铸造为实物，如有矛盾或不当之处，再返回 CAD 设计。CAD 造型设计是整个设计的关键环节，此处出现问题将会影响后期的汽车生产，因而必须要做好 CAD 的造型设计。比如对某款汽车的车门做一些设计上的更新，首先需要获得车门零件的几何模型，然后运用三坐标测量机对零件的结构进行分析，再使用特定的测量方法采集数据，运用相关测量设备对数据进行处理，最后再利用 Pro/Engineer 软件进行模型重建，通过Pro/Engineer 的模具设计及数控加工功能，迅速完成汽车车门的模具设计及零件的 NC加工。

4 结语

算机辅助设计技术在确保机械设计的精度、处理机械设计中的大量数据、绘制复杂图形等方面发挥着重要作用，但这些计算机辅助设计的技术大都产自欧美等发达国家，我国自主研发的较少，加之对引进他国的技术没有完全消化，致使我国的机械制造业水平同国外相比，还存在较大差距，仅以目前的矿山机械设备为例，我国的输送机特性研究只有理论，还没有成熟的安全设计方法。因而，应加强计算机辅助设计的自主研发能力，为我国的机械设计提供必要的技术支撑，从而提高我国的机械装备水平。

参考文献：

[1] 刘书君. CAD技术在机械设计中的应用[J]. 化学工程与装备. 2008(11)

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中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：

前言

秦皇岛港煤五期工程带式输送机皮带机承载带与地面之间的高度大于2m时皮带机机架设计成桥架型式。纵梁为板梁或桁架结构。因此胶带机都有独立的桁架式钢廊道，廊道跨距10米、15米、20米、30米、40米不等，其中三条胶带机同时平行作用在一个带外装板的钢廊道上，并有一段廊道要越过50米左右宽的建设大道。

2. 桁架设计

首先满足建筑要求的前提下拟定了设计方案，设计中充分考虑当地系统工艺特点及气象条件等，综合考虑系统设备的稳定性、安全性、可靠性、经济性。经过初算、绘图、反复计算，将各条胶带机工况及载荷进行分类与组合。然后将这些组合全部加到桁架上再进行计算效核。最后确定桁架的最终长、宽、高尺寸为55mx13mX7.25m(不含屋脊)。见下图

图1

3. 结构形式

本桁架的是由H钢（焊接）、槽钢、角钢、钢板等构件焊接而成。上下弦杆采用的是400X400X13X21的H钢，而两端立杆是400X400X13X21H钢、350X350X12X19、300X300X10X15H钢逐渐向中部减小，在三条胶带机下面每隔5m横方向都用一片桁架连接。以增加横向刚度。屋脊三角架我们采用的是T形钢，用T形钢即减轻了屋脊的重量，又简便了连接方式。桁架上的主梁、立柱、和所有斜撑尽可能的不采用偏心连接，避免不必要的附加应力，连接方式全部采用坡口对焊和双面角焊。其它部位采用螺栓连接，需要大块拼装的地方，选用的是专用的“H钢接头”高强度螺栓群连接。

不同跨度的桁架对支座节点有不同的要求，此桁架采用的是普通压力支座，支座两端螺栓孔为长圆孔，允许有微小的平移，由此以适应温度变化和桁架挠曲变形所产生的位移。这种连接方式制作比较简单，安装也比较简方便。

4. 静强度和刚度计算

此桁架由型钢和钢板焊接而成，用来支撑BH6－6、BH7－6和BH8－6三条胶带机。其长、宽、高尺寸为55m13mx7.25m(不含屋脊)。我们采用有限元法对桁架整体结构进行了静力强度、刚度分析，受压杆件进行了稳定性校核。图2为桁架结构图型。

4.1 有限元分析的力学模型

4.1.1单元的选择

廊道桁架钢结构是由多种型钢杆件和钢板组合成的空间结构，受有三维方向的力和弯矩作用，根据结构特点和受力情况, 有限元分析时简化成空间钢架，各杆件均等效为三维弹性梁单元（BEAM189），将与架体相连的钢板等效为板壳单元（SHELL63）。

4.1.2 约束

廊道桁架刚结构通过下弦杆两端与高支柱用螺栓联接。有限元分析时将与支柱联接点约束，共有个点，过道桁架一端两个点的三个方向X、Y、Z线位移自由度约束，另端两个点约束Y、Z二个方向的线位移。

4.1.3 载荷

廊道桁架的载荷按三种工况加载，即：

图2廊道桁架结构图

第一种工况：胶带机正常满载起动工作工况。

第二种工况：胶带机正常工作+地震工况

第三种工况：胶带机非工作+极限风载工况

4.2计算结果

4.2.1结构应力

工况一 廊道桁架最大应力在下弦杆中间位置，应力值σ＝90MPa,表1是廊道桁架各部分杆件最大应力值，。结构各杆件应力均小于许用应力，

表1廊道桁架各部分杆件应力值单位：MPa

表2廊道桁架各部分杆件应力值单位：MPa

工况三廊道桁架最大应力在过道桁架端部竖向腹杆与横梁联接位置，应力值σ＝125MPa,表3是过道桁架各部分杆件最大应力值。结构各杆件应力均小于许用应力.

表3廊道桁架各部分杆件应力值 单位：MPa

4.2.2结构变形

表4列出了三种工况结构在X、Y、Z三个方向的最大位移值，图3是桁架结构在Z方向的变形图。

表4结构最大变形值 单位：mm

图3廊道桁架结构Z方向变形图

5结论及评价

经过计算分析，两种工况结构发生的变形位移均在规范要求的范围内（挠度小于1/500），说明结构刚度是足够的；结构产生的应力峰值均在100MPa（安全系数取2.35）以下，满足强度安全条件。

由于槽钢在受弯作用时，稳定性欠佳。工作状态的槽钢梁上翼缘平铺有钢板（厚20mm），实际的结构刚度有较大改善，稳定性不存在问题；建议在不影响滑轮组穿线及结构正常工作的前提下，把检修工况的槽钢梁上下翼缘均用10mm厚的钢板给平铺连接起来，这样有助于增强结构的整体稳定性。

参考文献：

ANSYS工程结构数值分析 王新敏【著】 北京·人民交通出版社 2007.10

钢结构设计 主编 王新堂 同济大学出版社

钢结构设计规范 主编 中华人民共和国建设部 北京·中国计划出版社 2003

材料力学 合编 浙江大学、南京工程学院等 人民教育出版社1979

建筑结构载荷规范 主编 中华人民共和国建设部2006