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動臂結構有限元分析是設計或優(yōu)化動臂結構時評價結構性能的重要手段之一。針對當前動臂結構優(yōu)化過程頻繁調(diào)用有限元分析軟件求解結構應力所存在的優(yōu)化效率低、耗時長問題，有學者提出了利用黑箱模型預測動臂結構應力的方法。但黑箱模型（如神經(jīng)網(wǎng)絡）的構建離不開訓練樣本的獲取。動臂結構復雜，直接進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)境分析動臂結構應力構造神經(jīng)網(wǎng)絡訓練教師樣本的方法在一定程度上降低了獲取樣本的復雜度，但依然存在人工操作強度大，效率低下等問題。與的無縫數(shù)據(jù)接口為發(fā)揮的有限元分析計算能力的實體建模能力提供了途徑，為自動化動臂結構實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進行動臂結構有限元分析的方法，降低人工操作強度，提高動臂結構有限元分析效率。
自動化動臂結構有限元分析的關鍵是實現(xiàn)動臂結構有限元分析參數(shù)設置、有限元分析模型建立、求解及分析結果提取、保存等一系列動作的自動化運行。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)動臂結構參數(shù)以命令行的形式后臺運行軟件，載入命令流進行有限元分析，并通過監(jiān)控運行時所產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)庫判斷分析結果的自動化分析方法。為解決環(huán)境下直接進行自動化動臂結構實體建模難度大，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化生成動臂結構三維實體模型，進而利用命令通過無縫數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)模型從環(huán)境到環(huán)境的傳遞。
人機界面是系統(tǒng)的最上層，實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的交互。數(shù)據(jù)組織管理協(xié)調(diào)三維實體建模模塊、動態(tài)靜力分析模塊、有限元建模與分析模塊實現(xiàn)自動化動臂結構有限元分析流程及各模塊分析結果的儲存。三維實體建模模塊利用工具箱，實現(xiàn)參數(shù)化動臂結構實體建模。動態(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行模式與數(shù)據(jù)組織管理集成，基于命令流實現(xiàn)有限元建模、分析及結果提取、保存。有限元分析過程監(jiān)控模塊通過分析動態(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。結果存儲庫用于系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的結果文件。
針對具有雙動臂液壓缸的鵝頸式動臂的自動化結構有限元分析問題，根據(jù)自動化動臂結構有限元分析系統(tǒng)的系結構及其工作流程，在及集成環(huán)境下開發(fā)人機交互界面友好的自動化動臂結構有限元分析系統(tǒng)。自動化動臂結構有限元分析模塊的菜單，包括實體建模和有限元分析菜單，均能實現(xiàn)單個或多個動臂結構的實體建模和分析。圖為動臂結構有限元分析界面，滿足單個分析或多個同時分析，其中動態(tài)靜力分析中涉及的初始參數(shù)由參數(shù)設置，菜單設置。圖為動臂結構參數(shù)查看器，用于查看動臂結構有限元分析結果。
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