门式起重机结构有限元参数化建模方法及软件开发

发布时间：2017-12-01 21:03

本文关键词：门式起重机结构有限元参数化建模方法及软件开发

【摘要】：有限元法是解决门式起重机结构分析与设计等实际工程中的力学计算问题的重要方法。但是有限元建模是个复杂、耗时的过程，非专业人员难以完成，并且构件稳定性的计算涉及参数较多，很难通过手算完成复杂桁架结构中单肢稳定性的判断。因而，结构分析成为门式起重机设计的瓶颈环节。为解决上述问题，本文基于《起重机设计规范》和《起重机设计手册》，研究了门式起重机结构有限元参数化建模分析系统的构建方法，实现了快捷、准确的结构有限元分析过程。深入分析了门式起重机主要部件的有限元建模过程，并提取出一组能够表征其几何特性和结构特性的参数。运用APDL参数化语言开发常用结构的有限元模型库并定制ANSYS工具栏，通过WPF编制的交互界面驱动参数，实现门机的部件建模。程序自动判断模型之间的相对位姿，，移动模型、选择就近节点、自动耦合并完成约束，完成参数化自动装配。实现了对各类格构式和实腹式龙门起重机结构有限元参数化建模。研究了我国《起重机设计规范》GB/T3811-2008中的结构计算方法，包括强度计算、轴心压杆稳定、空间双向压弯稳定等计算方法。研究了理论计算方法与ANSYS通用后处理结合的计算过程，开发门式起重机专用的后处理程序。考虑了构件初缺陷和工艺条件对稳定承载能力的影响，解决有限元软件分析桁架结构稳定的局限性问题。紧扣起重机设计规范，从强度、刚度、稳定性方面分析计算结果，自动判断危险构件，生成图文结合的分析报告。运用C#语言将《起重机设计手册》中的起重机设计方法嵌入程序中，建立部件形式控制、参数计算、力学分析、构件规格四大模块的知识库。根据技术要求自动选取适用的知识库，预算起重机各部件受力情况和模型参数。并与参数化建模系统结合直接生成有限元模型，指导门机的初步设计，省去设计人员的反复推算过程。最后，使用本系统完成MH90门机的结构设计及有限元模型的建立，并使用专用后处理程序校核模型的各项力学性能。验证了预设计系统和参数化建模系统的有效性和实用性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.5;TP311.52

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

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