自动扶梯梯级参数化有限元分析系统设计

论文摘要

在一台自动扶梯中,梯级是数量最多的部件。由于梯级数量众多,又是经常运动的部件,因此一台自动扶梯的质量在很大程度上取决于梯级的结构和质量。CAE技术己成为机械产品开发中的一项重要工具,通过对梯级进行有限元分析,可以保证强度要求,减少实验次数,并取信于消费者。ANSYS是当前世界上应用最广的有限元分析软件之一,具有强大的有限元分析功能,广泛应用于结构分析。而且,它具有良好的开放性,具有参数化程序设计语言APDL、用户界面设计语言UIDL和用户程序特性UPFs等二次开发功能。本论文以苏州江南嘉捷电梯有限公司生产的梯级为研究对象,从以下几个方面对梯级进行了探讨:首先,介绍了梯级的分类,结构及尺寸,对梯级在运行过程中的各个区段的受载情况进行了分析,建立了梯级在工作区段的力学模型,并介绍了梯级的振动来源及对舒适性的影响。其次,初步开发了梯级的参数化有限元分析系统。运用参数化程序设计语言APDL,引入参数化变量,和判断、循环等流程控制命令,详细说明了梯级参数化模块的开发过程。先建立模板分析过程,然后整理对应的log文件,实现扶梯梯级分析系统的参数化模块。然后,运用ANSYS的用户界面设计语言UIDL,可以开发简单的用户界面。而本课题的特点正是需要输入的参数简单明了。本文以梯级为例,说明通过ANSYS对UIDL控制文件的调用,以及对菜单控制文件和对话框控制文件的编辑,实现梯级分析系统的界面模块设计。在模型参数改变后用户只需要通过用户界面输入更改参数就可以产生自动进行有限元分析的ANSYS输入文件。最后,运行此梯级专有分析系统,得到了梯级静态实验和动态实验的有限元分析结果,显示了该系统能够避免大量的重复操作,提高分析效率。而且输入界面简单明了,非专业人员也可以运用该系统进行梯级分析。本文开发的梯级参数化有限元分析系统,其分析结果对梯级的设计制造具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.1.1 自动扶梯梯级的特点和检验概况
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.2 课题来源与意义以及主要研究内容
• 1.2.1 课题的来源与意义
• 1.2.2 课题的主要研究内容
• 第二章 梯级受力分析及ANSYS 分析系统
• 2.1 梯级分类及组成部分
• 2.2 整体式梯级的主要尺寸
• 2.3 梯级及踏板受力分析
• 2.4 梯级振动
• 2.5 有限元理论及ANSYS 分析系统
• 2.5.1 有限元理论
• 2.5.2 ANSYS 分析系统简介
• 2.5.3 ANSYS 的二次开发功能
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统总体设计及梯级有限元模型的建立
• 3.1 自动扶梯梯级的基本结构
• 3.2 系统总体设计
• 3.3 参数化设计语言（APDL）
• 3.3.1 APDL 的特点
• 3.3.2 如何生成APDL 文件
• 3.3.3 APDL 语言程序控制
• 3.4 参数化分析模块的实现
• 3.4.1 静力分析参数化模块建立
• 3.4.2 模态分析参数化模块的建立
• 3.4.3 梯级疲劳分析模块的建立
• 3.5 模型log 文件的编辑
• 3.6 本章小结
• 第四章 用户界面的设计
• 4.1 UIDL 结构体系
• 4.1.1 菜单块结构
• 4.1.2 对话框块结构
• 4.1.3 参数提取
• 4.2 梯级模块界面设计
• 4.2.1 UIDL 控制文件调用
• 4.2.2 菜单控制文件的编辑
• 4.2.3 对话框控制文件编辑
• 4.3 本章小结
• 第五章 仿真应用实例
• 5.1 界面使用说明
• 5.2 结果观察与分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 全文展望
• 参考文献
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
• 致谢