基于C#与APDL的U型门式起重机结构参数化有限元分析系统研究

发布时间：2020-07-31 12:05

【摘要】：随着21世纪经济快速发展的全球化,起重机械的应用遍及了机械工程的各个领域范围,一方面使得机械行业竞争比较激烈,另一方面客户对于起重机的要求也越来越高,为了满足这种要求,需开发出一套能够提高起重机设计和分析效率的CAD/CAE软件系统,使得该系统能够解决传统设计方法中的一些缺点,如设计周期长、工作量繁重、质量不统一等问题。本文章以广义模块化为基础,采用C#高级编程语言对门式起重机CAD/CAE进行软件系统的集成,开发出一套既方便快捷又准确可靠的门式起重机软件设计系统。本文章研究的主要内容如下:1)通过对门式起重机的现状和发展趋势以及对门式起重机金属结构特点的分析,提出了本文研究的总方案和技术流程。2)采用了许用应力法和极限状态法两种现代设计方法对U型门式起重机进行了金属结构的理论设计计算和校核,并对两种方法下的计算结果进行了对比。3)利用C#语言对SolidWorks进行二次开发,建立功能函数类库,通过对函数的调用,采用尺寸驱动和模型驱动技术实现了对门式起重机在广义模块化下的三维模型和二维工程图的参数化建模。4)运用APDL语言对U型门式起重机进行参数化建模,并通过通讯进程的方法把ANSYS软件集成到C#语言中,实现了U型门式起重机的有限元参数化自动建模和分析。5)结合以上研究内容,通过对软件系统的集成,开发出了一套基于C#语言和广义模块化的门式起重机CAD/CAE软件设计系统,通过本文中的工程实例可以看出,此软件设计系统大大提高了门式起重机的设计计算和分析的效率,并能够满足预期的要求。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH213.5
【图文】：

此外这些图纸的设计大多数都是采用传统的力学方法来设计的，将起重机的结构模型简化为简单的板或者梁进行分析计算，而且在对起重机进行强度、刚度和稳定性的验证过程中选择很大的安全系数，这往往会导致结构体积偏大，浪费材料的现象。相比现代设计方法，传统的设计方法存在很多的缺陷，不能够满足现代设计方法的需求和发展，归其原因主要存在以下两点：1）传统的设计方法中所用到的学科太单一化，模型简化太严重；2）没有投入其它大设备和软件，但计算结果与实际相差太多，在设计过程中缺乏全面性的考虑，使得模型结构尺寸太大，造成产品制造费用增加浪费大量的资源。

课题研究,结构框架

1.3.2 课题研究的技术路线课题研究的技术路线如图1.3 所示，首先对门式起重机应用许用应力法和极限状态法进行金属结构的设计，然后再运用广义模块化的原理对模块进行划，通过设计得到的参数将用于以下两个方面：（1）结合上面的技术路线图，通过 C# 语言实现对SolidWorks 软件进行二次开发，利用设计所得到的参数对模块进行驱动和更新，生成门机结构的整体三维模型和详细的二维工程图。（2）利用 APDL 语言在 ANSYS 中生产有限元模型，对门式起重机模型进行静力学分析。最后运用 C#高级语言在 Visual Studio 2012 平台上对以上的步骤进行整合，最终开发出一套基于广义模块化的门式起重机 CAD/CAE 软件系统。图 1.3 课题研究的结构框架Fig.1.3 The framework of the research

【参考文献】