擦窗机参数化动力学及局部应力分析系统开发.pdf

摘要

擦窗机属于高空载人设备，对其安全性和可靠性要求非常高。由于擦窗机工作时

需要伸缩臂、立柱、底架相互协作，且伸缩臂与滚轮接触处局部应力大，易发生塑性

变形，所以对其进行动力学和局部应力分析是具有重要意义。本文利用Visual

Studio(VS)平台，通过C#语言对ADAMS、ANSYS进行二次开发，开发专用擦窗机参

数化的动力学分析和局部应力分析系统，有效地缩短了擦窗机产品设计周期，提高了

设计质量。主要工作如下：

（1）规划包括动力学分析与局部应力分析的擦窗机专用计算机辅助分析系统的功

能，研究系统开发涉及的关键技术，利用VS集成开发环境创建用户界面，以便于用户

观察伸缩臂的主要参数信息，建立动力学分析与局部应力分析模型，设置仿真条件，查

看后处理结果。

（2）开发擦窗动力学分析系统。继承擦窗机计算机辅助设计系统生成的设计参

数，经预处理建立动力学分析几何模型，完成动力学分析的参数化cmd文件，在动力

学仿真界面设置运行时间和速度并实现动力学仿真，并通过后处理界面查看位移、速

度、加速度和力随时间变化曲线。

（3）开发擦窗机局部应力分析系统。以擦窗机设计参数和动力学分析结果作为伸

缩臂局部应力分析的建模和载荷参数，利用APDL语言创建参数化.mac文件，完成局部

应力分析参数化文件，用户根据界面提示依次完成几何模型的建立、网格划分、接触对

的添加、约束设置，进而实现伸缩臂与滚轮接触处局部应力求解以及结果的查看。

擦窗机参数化分析系统中每个模块都经过充分的实例验证，确保分析的准确性。擦

窗机结构数据的提取、几何模型的预处理、分析模型的建立以及相关参数的计算都是通

过C#后台进行完成，从而大大提高擦窗机动力学建模的效率。通过系统界面上按钮的

引导，即便用户对ADAMS、ANSYS软件不熟悉，也能完成对擦窗机仿真分析，从而降

低了用户对通用工程分析软件的使用门槛。

关键词：擦窗机，参数化，动力学分析系统，二次开发，局部应力分析系统

Abstract

Buildingmaintenanceunitisahigh-altitudemannedequipment,whichrequiresveryhigh

safetyandreliability.Sincethetelescopicarm,thecolumnandthechassiscooperatewitheach

othertocompletetheactionwhenBuildingmaintenanceunitisworking,andthelocalstressat

thecontactpointbetweenthetelescopicarmandtherollerislarge,plasticdeformationisprone

tooccur,soitisnecessarytocarryoutdynamicandlocalstressanalysis.Thispaperwilluse

C#languagetocarryoutsecondarydevelopmentofADAMSandANSYSontheVisualStudio

(VS)platform,anddeveloptheparametricdynamicanalysisandlocalstressanalysissystemof

thespecialBuildingmaintenanceunit,whicheffectivelyshortenstheproductdesigncycleof

theBuildingmaintenanceunitandimprovesdesignqualityofthemachine.Themainworkis

asfollows:

(1)PlanningincludingdynamicsanalysisandlocalstressanalysisofBuilding

maintenanceunit