管轴式吊耳有限元参数化建模与分析

发布时间：2017-04-27 22:02

  本文关键词：管轴式吊耳有限元参数化建模与分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：管轴式吊耳作为吊装过程中重要的承载部件之一,关系着整个吊装工程的全局。随着经济社会的发展,管轴式吊耳的设计计算也由材料力学计算与经验结合的方法逐渐演变为有限元方法。而在管轴式吊耳的有限元计算过程中,往往需要反复进行“设计-建模-计算-修改设计-再建模-再计算”的过程,这造成了大量的重复性工作。除此之外,随着非标吊耳的大量使用,其多样性大大增加了工程技术人员进行材料力学计算以及有限元计算的工作量,使得管轴式吊耳的设计周期延长,效率降低。本文着重对管轴式吊耳进行了探讨,对其吊装过程以及危险工况下吊耳的受力进行了力学分析,参考设计标准细化了管轴式吊耳材料力学计算方法并进行了有限元分析计算,除此之外,对管轴式吊耳吊装过程中的局部应力问题进行了探讨。最终为工程设计人员提供了材料力学计算与有限元分析计算两种结果,使计算结果更为可靠。同时针对管轴式吊耳的设计效率问题,基于参数化设计的思想,从工程实际应用出发,针对管轴式吊耳尤其是非标吊耳进行参数化建模与有限元分析,利用ANSYS参数化语言APDL以及VC软件的系统开发功能,实现了管轴式吊耳有限元分析计算的自动化。整个软件系统以VC为工具进行开发,运用了数据库匹配后进行文本输出的思想,最终实现了整个软件的封装。论文的主要工作如下：(1)对管轴式吊耳吊装工况以及具体模型进行了力学分析,在吊耳结构上考虑了内筋板的影响,在应力计算上根据强度理论考虑了切应力的影响,除此之外,对局部应力计算方法进行了对比,细化了标准中关于管轴式吊耳力学计算的部分。(2)通过简化管轴式吊耳的力学模型,对管轴式吊耳进行了有限元分析,分析对比了不同的加载模式—集中载荷和正弦径向载荷两种加载方法。(3)以实现管轴式吊耳设计的高效、准确、经济为目标,以有限元参数化语言APDL为基础,通过提取合理的特征参数,对比并选择壳单元shell 63和实体单元solid 45两种单元类型,采用正弦径向力载荷加载方法等措施,实现管轴式吊耳有限元参数化建模与计算。(4)利用VC封装软件,实现管轴式吊耳材料力学计算与有限元计算的自动化,对软件系统功能的实现方法进行了介绍,并提供了实际算例分析,验证了软件计算结果的可靠性。
【关键词】：管轴式吊耳 力学计算 有限元分析 参数化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题的研究现状9-11
• 1.1.1 大型吊装技术中的吊耳发展现状9
• 1.1.2 吊耳技术的研究现状9-10
• 1.1.3 参数化仿真软件的研究现状10-11
• 1.2 课题研究内容和技术路线11-13
• 1.2.1 课题研究内容11-12
• 1.2.2 课题技术路线12-13
• 2 管轴式吊耳结构及工况分析13-23
• 2.1 管轴式吊耳结构概述13-17
• 2.2 管轴式吊耳的工况分析17-22
• 2.2.1 管轴式吊耳吊装过程概述17-19
• 2.2.2 吊装过程力学模型分析19-22
• 2.3 管轴式吊耳当前应用存在的问题22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 管轴式吊耳强度计算方法23-36
• 3.1 材料力学计算方法23-28
• 3.1.1 二向应力状态与强度理论23-25
• 3.1.2 危险截面应力计算方法25-28
• 3.2 局部应力计算方法28-31
• 3.3 有限元计算方法31-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 管轴式吊耳参数化建模36-48
• 4.1 参数化技术与ANSYS二次开发36-38
• 4.1.1 参数化设计技术概述及实现方法36-37
• 4.1.2 APDL参数化语言37-38
• 4.2 管轴式吊耳参数化模型的建立38-47
• 4.2.1 管轴式吊耳特征参数的提取38-41
• 4.2.2 参数化模型的建立41-47
• 4.2.3 后处理快速化设计47
• 4.3 本章小结47-48
• 5 参数化软件系统功能的实现与算例分析48-55
• 5.1 软件开发工具介绍48
• 5.2 系统功能的实现48-51
• 5.2.1 软件系统简述48-49
• 5.2.2 软件系统主体功能的实现49-51
• 5.3 算例分析51-54
• 5.4 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 颜京磊;马金奎;;PRO/E参数化设计和ANSYS有限元分析在变压器吊耳设计中的应用[J];变压器;2007年12期

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3 陈强;宋才华;王耀明;;塔式容器用轴式吊耳的校核计算[J];化工设备与管道;2009年04期

4 万进;杨刚军;;关于耳板式吊耳设计校核的探讨[J];石油化工建设;2010年03期

5 张驰群;叶日新;;大型塔器吊装设计应注意的典型工程问题[J];化工设备与管道;2011年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 尹锋;臂桥架起重机桥架结构参数化设计及有限元分析[D];武汉理工大学;2011年

2 秦玉玲;基于ANSYS某履带起重机臂架参数化有限元分析系统开发[D];东北大学;2010年

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本文编号：331475