基于VC++和ANSYS接口的参数化桥式起重机桥架有限元分析系统

摘要

产品的功能和质量是影响产品竞争力的主要因素，而决定功能和质量的主要阶段是产品设计阶段。因此，现代制造业的竞争就是产品设计的竞争，对产品设计理论和方法的研究已成为学术界和企业界关注的热点。对于桥式起重机的发展而言，采用现代设计理论改进其设计方法来提升其产品的功能和质量，从而进一步增强自身竞争力，是一个急待解决的问题。传统的设计和计算主要依靠手工来完成，不仅效率低下而且计算由于做过大量的简化和近似处理而不准确。并且重复工作量很大，耗时较多，成本较大，不利于起重机多样化发展的趋势，也不利于起重设备研发制造的可持续发展。因此，为了提高桥式起重机的设计水平和效率，本文应用Visual C++开发工具将参数化技术和有限元技术融为一体，建立了一个专用的箱形双梁桥式起重机桥架结构高效分析平台。运用此平台，用户只需输入所需的参数，系统自动通过建模计算就可以得到桥架结构的静、动态特性，分析过程大为减少。论文所提出的方法的优点在于采用有限元法提高了设计计算的准确度，增强了产品的可靠性；同时简化了其分析过程，避免了大量重复性工作，从而加快了分析速度缩短了产品的研发周期。 论文主要研究的内容包括以下几个方面： (1) 利用APDL 语言建立典型的桥式起重机桥架的有限元模型，作为参数化模型的基础。利用参数驱动建立符合要求的有限元模型，是本文的一个重点。 (2) 探讨了Visual C++语言与ANSYS的接口技术，利用VC++对ANSYS进行二次开发，是本文的一个特点。 (3) 应用Visual C++语言和ANSYS软件开发出一套实用、方便、可靠的桥式起重机桥架结构有限元分析平台，这是本文的主要目标。 (4) 以湖北银轮蒲起机械有限公司QD10t×53m冶金通用桥式起重机金属结构分析为典型实例，并以5吨至50吨系列不同跨度双梁桥式起重机桥架结构的分析来检验程序的可靠性和实用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1起重运输机械的发展现状和研究趋势

1.1.1国外超重机发展研究趋势

1.1.2国内起重机发展研究趋势

1.2超重机现代设计方法

1.2.1可靠性设计方法

1.2.2有限元设计方法

1.2.3优化设计方法

1.2.4动态仿真设计

1.3本文研究的主要内容和意义

1.3.1研究的主要内容

1.3.2研究意义

第二章有限元技术与开发工具

2.1有限元单元法的应用

2.1.1有限单元法的发展

2.1.2有限单元法的基本思想

2.1.3有限单元法在冶金设备中的应用

2.1.4主流有限元软件介绍

2.2ANSYS软件及APDL

2.2.1ANSYS软件特点

2.2.2ANSYS在机械领域的应用

2.2.3APDL介绍

2.2.4APDL的基本特性

2.3Visual C++概述

第三章系统总体设计及桥架结构力学模型

3.1系统总体设计

3.2桥架结构力学模型

3.2.1桥架结构种类

3.2.2载荷分析

3.2.3载荷组合

3.2.4约束条件

3.3本章小结

第四章桥式起重机桥架结构的APDL参数化模型

4.1参数化技术概述

4.2桥架参数化模型的实现方法

4.2.1桥架的有限元模型特征

4.2.2桥架参数化有限元模型实现方法

4.3桥架参数化模型的建立

4.3.1主、端梁模型的建立

4.3.2定义单元属性

4.3.3网格划分

4.3.4施加载荷

4.4本章小结

第五章软件实现及应用

5.1软件特点和功能

5.2ANSYS与VC接口技术

5.3界面实现过程

5.3.1面向对象的界面设计

5.3.2界面制作关键技术

5.4典型应用实例

5.4.1几何尺寸及材料

5.4.2载荷组合

5.4.3计算结果

5.4.4结果分析

5.5 5t～50t系列双梁小车桥架分析结果

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文

致谢