謝樹泳 李曉輝 鐘紹華

摘 要：將VC++的界面封裝功能和ANSYS軟件的二次開發(fā)功能結(jié)合起來，開發(fā)了液壓盤式制動(dòng)器鉗體的有限元分析系統(tǒng)。用戶將參數(shù)通過界面輸入，形成摩托車液壓盤式制動(dòng)器鉗體APDL文件，ANSYS軟件在VC++的調(diào)用下對APDL文件進(jìn)行計(jì)算分析，這極大的降低了摩托車液壓盤式制動(dòng)鉗體的設(shè)計(jì)與分析的工作量。

關(guān)鍵詞：摩托車液壓盤式制動(dòng)鉗體;VC++;ANSYS二次開發(fā)

車輛制動(dòng)器在車輛安全性中扮演者重要的角色，而制動(dòng)器鉗體作為制動(dòng)器的主要部件，對它進(jìn)行研究，意義十分重大。ANSYS軟件是一款非常專業(yè)和操作復(fù)雜的分析軟件，想要學(xué)習(xí)、了解、掌握并進(jìn)行工程分析是件非常困難的事情，以此設(shè)計(jì)一款針對摩托車液壓盤式制動(dòng)器鉗體的有限元分析系統(tǒng)對摩托車制動(dòng)器設(shè)計(jì)是非常必要的。

本文借助VC++的界面設(shè)計(jì)功能和ANSYS軟件的二次開發(fā)功能針對摩托車液壓盤式制動(dòng)器鉗體，設(shè)計(jì)了基于VC++的ANSYS二次開發(fā)的摩托車液壓盤式制動(dòng)器鉗體的有限元分析系統(tǒng)。借助此系統(tǒng)，普通工作人員不需要針對性的積累有限元分析知識(shí)也能對摩托車液壓盤式制動(dòng)器鉗體進(jìn)行有限元的分析工作，并且此系統(tǒng)可視化程度高，操作簡單，重復(fù)性強(qiáng)，極大的節(jié)省了研發(fā)制造的時(shí)間成本。

1 框架設(shè)計(jì)

此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的有兩個(gè)：第一，借助VC++的界面開發(fā)技術(shù)與ANSYS軟件的二次開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)摩托車制動(dòng)器鉗體的分析功能，第二，此系統(tǒng)的人機(jī)交互界面向?qū)В哂休^高的方便性和可視性，增強(qiáng)交互功能。此系統(tǒng)以方便，可靠，易用為原則。

此系統(tǒng)框架主要有三個(gè)功能模塊組成，首先是參數(shù)輸入模塊，用戶通過界面輸入液壓盤式制動(dòng)器鉗體模型參數(shù)，VC++通過關(guān)聯(lián)變量的方法將參數(shù)數(shù)據(jù)錄入到相關(guān)變量中。第二是APDL鉗體模型文件模塊，VC++通過對象封裝能力，將摩托車的液壓盤式制動(dòng)器鉗體進(jìn)行APDL命令封裝。最后是VC++對ANSYS軟件的接口封裝，本文通過函數(shù)UINT WinExec（LPCSTR lpCmdLine，UINT uCmdShow）實(shí)現(xiàn)VC++軟件和ANSYS軟件之間的接口技術(shù)，第一個(gè)參數(shù)是命令行參數(shù)，輸入ANSYS軟件的啟動(dòng)路徑和APDL參數(shù)文件所在路徑，第二個(gè)參數(shù)為軟件的打開方式，其值有SW_HIDE，SW_SHOW等。摩托車液壓盤式制動(dòng)器鉗體有限元分析系統(tǒng)的框架如圖1所示，圖2為此系統(tǒng)的功能流程圖。

2 實(shí)現(xiàn)方法

2.1 APDL參數(shù)化命令建模

由于鉗體模型過于復(fù)雜，本文采用從底向上的建模順序建立鉗體模型。在建模過程中用到了點(diǎn)、線、面、體的命令和相關(guān)的布爾操作命令。建立好幾何模型后需要對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，在此過程中要設(shè)置單元類型和材料屬性，其中設(shè)置單元類型的命令有ET，1，SOLID95，其命令是將SOLID95單元作為鉗體的單元的類型，其類型號(hào)為1，材料屬性的命令為MP，EX，200000，MP，PRXY，0.3，通過MP命令將鉗體模型設(shè)置為ZG270-500中碳鑄鋼材料，其彈性模型為200000兆帕，泊松比為0.3。

設(shè)置好單元類型和材料屬性后進(jìn)行網(wǎng)格劃分，本文采用的是LESIZE命令對鉗體模型的所有線段進(jìn)行了劃分，從而達(dá)到幾何體的離散化要求。

2.2 VC++與ANSYS軟件的接口技術(shù)

如圖3所示為此系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖，從圖中可以得到VC++與ANSYS的接口是整個(gè)系統(tǒng)建立的關(guān)鍵所在，VC++軟件通過接口啟動(dòng)ANSYS軟件，并且調(diào)用APDL命令文件。此系統(tǒng)的具體接口命令為：

CString sdir="D：＼＼myansys＼＼ANSYS Inc＼＼v170＼＼ansys＼＼bin＼＼winx64＼＼ANSYS170.exe-p ansys -dir E：＼＼APDL -j myrect–s read-l en-us-b-i E：＼＼APDL＼＼myrect.inp-oE：＼＼APDL＼＼file.out"

：：WinExec（sdir，SW_HIDE）;

2.3 界面封裝技術(shù)

通過VC++的界面封裝功能，得到如圖4所示的界面向?qū)А?/p>

根據(jù)界面示意圖的提示在下面的控件中輸入?yún)?shù)，點(diǎn)擊“應(yīng)用”按鈕，系統(tǒng)完成ANSYS軟件的啟動(dòng)和APDL文件的調(diào)用。

2.4 分析結(jié)果展示

ANSYS軟件有強(qiáng)大的后處理功能，通過具體的結(jié)果處理命令可以將計(jì)算結(jié)果以也云圖的方式展現(xiàn)出來，具體的操作命令為

將得到的云圖展現(xiàn)在界面上時(shí)，需要對對“加載云圖”按鈕進(jìn)行消息響應(yīng)，通過LoadPicture（“D：/fill00.jpge”）加載結(jié)果到界面上。結(jié)果如同圖5所示。

3 結(jié)論

經(jīng)過二次開發(fā)的摩托車液壓盤式制動(dòng)器有限元分析系統(tǒng)通用性好，可靠性高，針對性強(qiáng)等特點(diǎn)。將VC++的界面封裝能力與ANSYS軟件的計(jì)算分析能力結(jié)合起來創(chuàng)建的此系統(tǒng)能將VC++和ANSYS軟件的有點(diǎn)同時(shí)發(fā)揮出來，并且極大的減少了操作人員的工作量，節(jié)省了時(shí)間。

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