论文部分内容阅读
塔式起重机作为高空作业的特种设备,在各种建筑施工现场得到越来越广泛的应用。其结构材料的强度和刚度是否能够在纷繁复杂的环境下满足要求,越来越受到人们的重视。目前,有限元分析方法作为一种在工程应用中非常实用的方法已经被大多数设计人员所接受。应用ANSYS软件对塔式起重机进行有限元分析时,操作十分复杂,需要花费大量的精力和时间用于建立几何模型、划分网格、施加载荷、结果分析等,而且,对于系列化塔式起重机,由于结构形式有很大的重复性,反复进行类似的建模极其浪费时间。 工程设计中传统的设计方法已经不能适应目前工程机械的发展需要,通过计算机则可以既快速又准确地得到计算结果,同时可以进行多方案的比较,从而得到最优化的设计结果。因此,通过参数化设计出安全、经济、合理的塔式起重机的要求已经迫在眉睫。 针对以上问题,本文根据参数化设计思想,通过可视化界面与APDL语言建模相结合,对塔式起重机基本结构尺寸、柔性附着形式选择等进行封装处理,建立参数化模型,进行静力学分析。 本文通过APDL语言建立三种常用塔身标准节类型,三种常用柔性附着布置方式,对吊臂和平衡臂的几何尺寸进行了参数化处理。提供了两种梁单元和两种杆单元可供选择,梁单元中包含了七种常用截面形式。针对塔式起重机的十三种工况,对塔身布置方式、风向、工作幅度大小的不同情况分别进行建模,可以自由组合。 根据APDL语言建立的模型进行参数提取,通过VC++应用软件建立参数化界面。研究该界面与APDL语言的连接以及通过该参数化界面调用ANSYS应用软件的技术,以实现对塔式起重机的静力学分析。该软件提供了直观的程序交互界面,封装了所有的ANSYS操作,大大节省了设计者的时间和精力。 以某型号柔性附着塔式起重机为例,将其几何模型、材料属性、约束和载荷通过参数化界面输入,分析了塔身、吊臂和平衡臂应力和位移的分布情况,特别是对柔性附着拉索的应力分布情况进行了研究,设计人员可以获得任意一层每一根柔性附着拉索的受力状态,为附着物牵拉预埋处理提供设计依据,具有明确的工程实际应用意义。分析结果验证了塔式起重机参数化设计软件的科学性、实用性,体现了本文的分析方法相对于传统方法的先进性。