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動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析是設(shè)計(jì)或優(yōu)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)時(shí)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)性能的重要手段之一。針對(duì)當(dāng)前動(dòng)臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程頻繁調(diào)用有限元分析軟件求解結(jié)構(gòu)應(yīng)力所存在的優(yōu)化效率低、耗時(shí)長問題，有學(xué)者提出了利用黑箱模型預(yù)測(cè)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)應(yīng)力的方法。但黑箱模型（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）的構(gòu)建離不開訓(xùn)練樣本的獲取。動(dòng)臂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，直接進(jìn)行有限元建模難度大、效率低。利用的無縫數(shù)據(jù)接口通過人工頻繁交互與環(huán)境分析動(dòng)臂結(jié)構(gòu)應(yīng)力構(gòu)造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練教師樣本的方法在一定程度上降低了獲取樣本的復(fù)雜度，但依然存在人工操作強(qiáng)度大，效率低下等問題。與的無縫數(shù)據(jù)接口為發(fā)揮的有限元分析計(jì)算能力的實(shí)體建模能力提供了途徑，為自動(dòng)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)實(shí)體建模和有限元建模提供了接口。因此，有必要研究能夠有效自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析的方法，降低人工操作強(qiáng)度，提高動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析效率。
自動(dòng)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析參數(shù)設(shè)置、有限元分析模型建立、求解及分析結(jié)果提取、保存等一系列動(dòng)作的自動(dòng)化運(yùn)行。因此，引入基于命令流及工作模式，通過環(huán)境下的數(shù)據(jù)組織管理程序根據(jù)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)參數(shù)以命令行的形式后臺(tái)運(yùn)行軟件，載入命令流進(jìn)行有限元分析，并通過監(jiān)控運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫判斷分析結(jié)果的自動(dòng)化分析方法。為解決環(huán)境下直接進(jìn)行自動(dòng)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)實(shí)體建模難度大，效率低下的問題，由數(shù)據(jù)組織管理程序通過編程接口以異步模式自動(dòng)化生成動(dòng)臂結(jié)構(gòu)三維實(shí)體模型，進(jìn)而利用命令通過無縫數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)模型從環(huán)境到環(huán)境的傳遞。
人機(jī)界面是系統(tǒng)的最上層，實(shí)現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的交互。數(shù)據(jù)組織管理協(xié)調(diào)三維實(shí)體建模模塊、動(dòng)態(tài)靜力分析模塊、有限元建模與分析模塊實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析流程及各模塊分析結(jié)果的儲(chǔ)存。三維實(shí)體建模模塊利用工具箱，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)實(shí)體建模。動(dòng)態(tài)靜力分析為有限元建模提供邊界條件。有限元建模與分析模塊通過運(yùn)行模式與數(shù)據(jù)組織管理集成，基于命令流實(shí)現(xiàn)有限元建模、分析及結(jié)果提取、保存。有限元分析過程監(jiān)控模塊通過分析動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫中的狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)控有限元分析過程。結(jié)果存儲(chǔ)庫用于系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的結(jié)果文件。
針對(duì)具有雙動(dòng)臂液壓缸的鵝頸式動(dòng)臂的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)有限元分析問題，根據(jù)自動(dòng)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析系統(tǒng)的系結(jié)構(gòu)及其工作流程，在及集成環(huán)境下開發(fā)人機(jī)交互界面友好的自動(dòng)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析系統(tǒng)。自動(dòng)化動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析模塊的菜單，包括實(shí)體建模和有限元分析菜單，均能實(shí)現(xiàn)單個(gè)或多個(gè)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)的實(shí)體建模和分析。圖為動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析界面，滿足單個(gè)分析或多個(gè)同時(shí)分析，其中動(dòng)態(tài)靜力分析中涉及的初始參數(shù)由參數(shù)設(shè)置，菜單設(shè)置。圖為動(dòng)臂結(jié)構(gòu)參數(shù)查看器，用于查看動(dòng)臂結(jié)構(gòu)有限元分析結(jié)果。
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