基于ANSYS软件的桥架结构参数化有限元分析

论文摘要

桥式起重机（以下简称桥机）广泛地应用在国民经济建设的各个领域,产品已经基本形成了通用化和系列化的格局。随着经济建设的快速发展,用户不仅对桥机本身的性能要求越来越高,而且要求尽可能缩减研发周期。但目前的设和计算工作主要依靠手工完成,重复性工作量很大。为了提高桥式起重机的设计水平和效率,本文应用有限元分析和参数化二次开发技术等现代设计理论与方法,对桥机桥架结构进行了系统性研究,编制了实用的参数化有限元分析软件,以期达到精确和高效地设计桥架结构,使其在功能性、经济性和可靠性等方面得以完整体现。 （1） 根据桥机桥架结构特点,对桥架结构作适当简化,建立能准确反映实际情况的有限元分析模型,应用有限元分析方法和参数化二次开发技术,实现桥架结构有限元模型的自动建立和有限元网格的自动生成。 （2） 应用ANSYS软件,以Visual Basic为开发工具,编制一套实用、可靠、通用性强、操作简便的应用程序,实现输入少量基础参数就能实现桥机桥架结构的有限元自动分析。 （3） 以5～50tEOTC的192个类型电动双梁桥式起重机系列为例,任取一种类型的参数和实现过程验证程序的可靠性。论文中以20t-22.5m-A5桥式起重机的主梁和端梁为基本模型进行了建模分析和计算验证。 本文的研究对于提高桥式起重机的设计水平和设计效率,普及现代有限元技术的应用,增强企业对市场需求的反应速度,提升企业的竞争力具有重要的理论指导和工程实用价值。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 桥式起重机的发展概况
• 1.2.1 国外桥式起重机的发展动向
• 1.2.2 国内桥式起重机的发展动向
• 1.3 起重机的现代设计方法
• 1.3.1 有限元法
• 1.3.2 优化设计
• 1.3.3 可靠性设计
• 1.3.4 计算机辅助设计（CAD）
• 1.3.5 动态仿真设计
• 1.3.6 反求工程设计
• 1.3.7 模块化设计
• 1.4 论文工作选题背景及工程实际意义
• 1.5 论文研究的主要内容
• 第2章 有限元法、参数化技术、ANSYS软件
• 2.1 有限单元法的基本理论
• 2.1.1 有限单元法的提出和应用
• 2.1.2 有限单元法的计算思路
• 2.1.3 有限单元法的解题步骤
• 2.1.4 有限元法的优越性
• 2.2 参数化技术
• 2.2.1 参数化设计技术
• 2.2.2 参数化实现方法
• 2.2.3 参数化设计步骤
• 2.3 大型有限元软件ANSYS
• 2.3.1 用户界面
• 2.3.2 ANSYS的基本组成
• 2.3.3 ANSYS的基本使用方法
• 2.4 大型开发工具VISUAL BASIC
• 2.4.1 Visual Basic简介
• 2.4.2 Visual Basic语言的特点
• 2.4.3 Visual Basic操作界面
• 第3章 参数化有限元分析系统的总体设计
• 3.1 总体设计流程
• 3.2 桥架结构主要技术参数的确定
• 3.2.1 主梁技术参数的确定
• 3.2.2 端梁技术参数的确定
• 第四章 主梁和端梁结构的参数化有限元建模分析
• 4.1 20t-22.5m-A5桥式起重机主梁参数化有限元建模分析
• 4.1.1 20t-22.5m-A5的桥式起重机主梁的技术参数
• 4.1.2 结构材料和安全系数
• 4.1.3 主梁计算准则
• 4.1.4 模型的简化
• 4.1.5 主梁参数化建模分析
• 4.1.5.1 在前处理器中建立有限元模型
• 4.1.5.2 在求解器中加载和求解
• 4.1.5.3 在通用后处理器中进行结果分析
• 4.1.5.4 命令流及参数
• 4.2 20t-22.5m-A5桥式起重机端梁有限元分析
• 4.2.1 20t-22.5m-A5桥式起重机端梁的技术参数
• 4.2.2 端梁的参数化建模分析
• 4.2.2.1 在前处理器中建立有限元模型
• 4.2.2.2 在求解器中施加载荷和求解
• 4.2.2.3 在通用后处理器中进行结果分析
• 4.2.2.4 命令流及参数
• 4.3 小结
• 第五章 参数化软件设计与实现
• 5.1 软件需求分析
• 5.2 软件开发环境
• 5.3 软件开发工具。
• 5.4 参数化软件设计过程
• 5.4.1 面向对象的系统界面设计
• 5.4.2 程序设计
• 5.4.2.1 控件程序设计及关键技术
• 5.4.2.2 程序总体流程步骤
• 5.5 小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文