基于VB及APDL的门式起重机有限元分析系统

发布时间：2017-07-02 16:05

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【摘要】：门式起重机械是现代生产物流过程中重要的工具,其金属结构部分重量占整机重量40%-70%,结构计算是门式起重机结构设计的核心,目前国内企业主要通过经典力学公式进行结构计算。由于公式较为复杂、计算过程占用时间长,同时计算结果容易受设计人员的主观因素影响,造成部分产品的结构安全裕度过大、材料浪费,产品生产成本增加。还有些产品强度、刚度不满足设计要求,甚至出现主梁断裂、整机垮塌等严重的后果。随着有限元技术的不断发展,采用有限元技术对结构进行计算、校核、优化成为起重行业的发展趋势,然而目前很多设计人员并未掌握相应的有限元知识和软件操作方法,加之现有有限元软件大多为英文操作界面,增加了软件的学习使用难度。本文以门式起重机金属结构为研究对象,利用Visual Basic软件及有限元分析软件ANSYS的APDL语言,设计开发了门式起重机结构的有限元分析系统。本人的主要工作如下：(1)利用Visual Basic程序设计开发了用户交互界面,利用该界面实现分析类型选择、计算参数输入、载荷计算,ANSYS程序调用、说明书生成等功能。(2)针对不同结构类型的门式起重机编写参数化分析(APDL)程序。利用该程序实现参数化建模、网格控制及划分、边界条件定义、各工况下载荷的施加、选用计算方式并完成计算、结果读取并保存、图片动画生成等功能。(3)为方便设计人员的使用,设计了标准格式的有限元分析计算说明书、其中包含载荷计算说明、工况说明、计算结果云图、计算结果说明等内容。(4)对系统进行详细介绍的同时,以MG12.5t-40M双梁门式起重机和标准门式起重机MG100t-26m为例,对结构校核、标准化设计方面的应用加以说明。本系统只需设计人员输入参数,其他工作都由系统自行完成,降低了有限元技术使用门槛,减轻设计人员的工作量,同时系统可以提取计算结果,配合计算云图,为设计人员提供直观、生动、准确的参考。增强了计算结果的准确度和可靠度。该系统经一段时间的企业内部试用,取得了很好的效果,为门式起重机的设计提供了一个实用的计算工具。
【关键词】：门式起重机 结构 有限元 VB APDL
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 我国起重机行业现状及存在问题10-11
• 1.2 我国起重机产品发展趋势11-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.4 主要研究内容14-15
• 第2章 门式起重机参数化有限元模型15-26
• 2.1 有限元技术简介15-16
• 2.1.1 有限元的基本思想15
• 2.1.2 有限元的具体分析步骤15-16
• 2.1.3 有限元方法的特点16
• 2.2 有限元分析软件ANSYS简介16-18
• 2.3 参数化技术简介18
• 2.4 参数化设计语言APDL18
• 2.5 门式起重机有限元模型18-26
• 2.5.1 门式起重机简介18-19
• 2.5.2 门式起重机构成19
• 2.5.3 有限元模型的简化及质量补偿19-20
• 2.5.4 模型的单元组成20-21
• 2.5.5 边界条件21-22
• 2.5.6 起重机参数设置22-26
• 第3章 门式起重机金属结构及载荷计算26-33
• 3.1 门式起重机金属结构概述26
• 3.2 载荷分类26-29
• 3.2.1 常规载荷26-28
• 3.2.2 偶然载荷28
• 3.2.3 特殊载荷28
• 3.2.4 其他载荷28-29
• 3.3 起重机的载荷组合29-30
• 3.3.1 无风工况下的载荷组合29
• 3.3.2 有风工况下的载荷组合29
• 3.3.3 特殊情况下的载荷组合29-30
• 3.4 门式起重机计算工况30-31
• 3.5 金属结构设计许用值31-33
• 第4章 门式起重机模态分析33-39
• 4.1 模态分析理论33-35
• 4.1.1 模态分析基本原理33-34
• 4.1.2 ANSYS中模态提取的方法34-35
• 4.2 模态分析基本步骤35
• 4.3 门式起重机模态分析结果35-39
• 4.3.1 无悬臂结构模态分析结果36
• 4.3.2 双悬臂结构模态分析结果36-37
• 4.3.3 单悬臂结构模态分析结果37-38
• 4.3.4 门式起重机模态分析结果讨论38-39
• 第5章 系统介绍与应用39-60
• 5.1 Visual Basic 6.0简介39-41
• 5.1.1 对象介绍39-40
• 5.1.2 窗体简介40
• 5.1.3 Visual Basic控件简介40-41
• 5.2 基于VB的ANSYS调用方法41-43
• 5.3 基于VB的Word调用方法43-44
• 5.4 用户界面介绍44-47
• 5.5 计算结果查询47-54
• 5.5.1 双梁门式起重机(无悬臂)结果界面47-49
• 5.5.2 双梁门式起重机(双悬臂)结果界面49-51
• 5.5.3 双梁门式起重机(单悬臂)结果界面51-54
• 5.5.4 支反力计算54
• 5.5.5 结构计算说明书54
• 5.6 系统应用案例54-60
• 5.6.1 MG12.5T-40m门式起重机结构校核55-56
• 5.6.2 MG100/20t-26m标准门式起重机结构优化56-60
• 结论与展望60-62
• 致谢62-63
• 附件63-84
• 参考文献84-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张艳丽;陈锁;仇步新;;桥式起重机桥架端梁轻量化应用技术研究[J];机械工程师;2014年08期

2 李拔周;徐长生;;基于ANSYS的100t龙门起重机结构有限元分析[J];起重运输机械;2008年03期

3 徐格宁;冯晓蕾;陶元芳;杨瑞刚;;边界条件对机械结构有限元分析结果的影响[J];起重运输机械;2010年02期

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1 刘标;门式起重机结构参数化有限元分析系统研究[D];西南交通大学;2011年

2 杨郁青;门式起重机模态分析及抗震性能分析[D];大连理工大学;2000年

3 李彬;桥式起重机小车架参数化有限元分析方法研究[D];中北大学;2014年

4 熊华;基于ANSYS的瓦楞机箱体的结构振动分析及优化[D];湖北工业大学;2014年

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本文编号：510549