摩托车液压盘式制动器钳体的有限元分析系统的研究

谢树泳 李晓辉 钟绍华

摘 要：将VC++的界面封装功能和ANSYS软件的二次开发功能结合起来，开发了液压盘式制动器钳体的有限元分析系统。用户将参数通过界面输入，形成摩托车液压盘式制动器钳体APDL文件，ANSYS软件在VC++的调用下对APDL文件进行计算分析，这极大的降低了摩托车液压盘式制动钳体的设计与分析的工作量。

关键词：摩托车液压盘式制动钳体;VC++;ANSYS二次开发

车辆制动器在车辆安全性中扮演者重要的角色，而制动器钳体作为制动器的主要部件，对它进行研究，意義十分重大。ANSYS软件是一款非常专业和操作复杂的分析软件，想要学习、了解、掌握并进行工程分析是件非常困难的事情，以此设计一款针对摩托车液压盘式制动器钳体的有限元分析系统对摩托车制动器设计是非常必要的。

本文借助VC++的界面设计功能和ANSYS软件的二次开发功能针对摩托车液压盘式制动器钳体，设计了基于VC++的ANSYS二次开发的摩托车液压盘式制动器钳体的有限元分析系统。借助此系统，普通工作人员不需要针对性的积累有限元分析知识也能对摩托车液压盘式制动器钳体进行有限元的分析工作，并且此系统可视化程度高，操作简单，重复性强，极大的节省了研发制造的时间成本。

1 框架设计

此系统的设计目的有两个：第一，借助VC++的界面开发技术与ANSYS软件的二次开发技术实现摩托车制动器钳体的分析功能，第二，此系统的人机交互界面向导，具有较高的方便性和可视性，增强交互功能。此系统以方便，可靠，易用为原则。

此系统框架主要有三个功能模块组成，首先是参数输入模块，用户通过界面输入液压盘式制动器钳体模型参数，VC++通过关联变量的方法将参数数据录入到相关变量中。第二是APDL钳体模型文件模块，VC++通过对象封装能力，将摩托车的液压盘式制动器钳体进行APDL命令封装。最后是VC++对ANSYS软件的接口封装，本文通过函数UINT WinExec（LPCSTR lpCmdLine，UINT uCmdShow）实现VC++软件和ANSYS软件之间的接口技术，第一个参数是命令行参数，输入ANSYS软件的启动路径和APDL参数文件所在路径，第二个参数为软件的打开方式，其值有SW_HIDE，SW_SHOW等。摩托车液压盘式制动器钳体有限元分析系统的框架如图1所示，图2为此系统的功能流程图。

2 实现方法

2.1 APDL参数化命令建模

由于钳体模型过于复杂，本文采用从底向上的建模顺序建立钳体模型。在建模过程中用到了点、线、面、体的命令和相关的布尔操作命令。建立好几何模型后需要对其进行网格划分，在此过程中要设置单元类型和材料属性，其中设置单元类型的命令有ET，1，SOLID95，其命令是将SOLID95单元作为钳体的单元的类型，其类型号为1，材料属性的命令为MP，EX，200000，MP，PRXY，0.3，通过MP命令将钳体模型设置为ZG270-500中碳铸钢材料，其弹性模型为200000兆帕，泊松比为0.3。

设置好单元类型和材料属性后进行网格划分，本文采用的是LESIZE命令对钳体模型的所有线段进行了划分，从而达到几何体的离散化要求。

2.2 VC++与ANSYS软件的接口技术

如图3所示为此系统的逻辑关系图，从图中可以得到VC++与ANSYS的接口是整个系统建立的关键所在，VC++软件通过接口启动ANSYS软件，并且调用APDL命令文件。此系统的具体接口命令为：

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 界面封装技术

通过VC++的界面封装功能，得到如图4所示的界面向导。

根据界面示意图的提示在下面的控件中输入参数，点击“应用”按钮，系统完成ANSYS软件的启动和APDL文件的调用。

2.4 分析结果展示

ANSYS软件有强大的后处理功能，通过具体的结果处理命令可以将计算结果以也云图的方式展现出来，具体的操作命令为

将得到的云图展现在界面上时，需要对对“加载云图”按钮进行消息响应，通过LoadPicture（“D：/fill00.jpge”）加载结果到界面上。结果如同图5所示。

3 结论

经过二次开发的摩托车液压盘式制动器有限元分析系统通用性好，可靠性高，针对性强等特点。将VC++的界面封装能力与ANSYS软件的计算分析能力结合起来创建的此系统能将VC++和ANSYS软件的有点同时发挥出来，并且极大的减少了操作人员的工作量，节省了时间。

参考文献：

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