基于Ansys及APDL的塔式起重机有限元分析系统

摘要

近年来，随着计算机软硬件技术的发展，有限元分析技术越来越多的应用于塔式起重机的分析计算和设计中。但现有通用有限元软件，一般比较复杂，对设计人员要求较高，而且塔式起重机结构复杂，工作状况下有多种载荷，并且需考虑多种工况，这样就导致使用通用有限元分析软件进行塔式起重机设计分析费事费力，容易出错，这就限制了有限元技术在塔式起重机中的应用。 本课题是应沈阳建筑机械有限公司的要求下，采用参数化建模技术开发的塔式起重机有限元分析系统。在建立此系统的过程中，首先完成了K50-70塔式起重机的有限元分析，然后在此基础上，通过对沈阳建筑机械厂现有塔形的分析，建立了多种起重机的Ansys有限元模型，然后再结合APDL编程技术，建立了塔式起重机的参数化建模系统，并进一步建立了多工况的自动加载、分析结果的后处理等功能模块，可满足沈阳建筑机械有限公司大多数塔式起重机有限元分析的要求。本系统作为塔式起重机分析优化系统的一个部分，可从VB程序中读入塔式起重机的设计参数，然后根据读入的参数，自动建立多种起重机的吊臂和塔身有限元模型；自动的完成塔式起重机多种工况下的载荷施加和求解；自动的对求解结果进行排序、分析，保存，并将结果传送回VB程序。 本课题的开发过程中，尝试使用了一些Ansys8.0版本的新功能、新特性来更好对塔式起重机进行模拟，提高了计算结果的精度，并增强了系统的稳定性。 本课题开发的塔式起重机有限元开发系统的参数定义全部通过由VB定义的图形用户界面进行人机交互，易于实际操作，建模过程完全由计算机根据所输入参数完成。建模、求解、后处理等过程自动完成，速度快，不易出错。本系统的应用降低了塔式起重机有限元分析的技术门坎，提高了塔式起重机分析的效率，加快了塔式起重机的设计速度。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题的提出和意义

1.2有限元技术的发展历史及现状

1.3ANSYS简介

1.3.1ANSYS的基本功能

1.3.2 ANSYS8.0在结构分析上的新特性及其在本系统中的应用

1.3.3 ANSYS的二次开发技术

1.4本文所做的工作

第二章ANSYS二次开发的理论与方法

2.1参数化技术及其分类

2.2.ANSYS二次开发工具一APDL语言

2.2.1 APDL语言

2.2.2 APDL编程

2.2.3 APDL编程与ANSYS命令流

第三章塔式起重机模型的建立及参数化

3.1引言

3.2结构分析的有限元模型化

3.3塔式起重机的分类及其有有限元模型

3.3.1塔式起重机吊臂的分类及其有限元模型

3.3.2塔式起重机塔身的分类及其有限元模型

3.3.3塔式起重机顶升装置的分类及其有限元模型

3.4塔式起重机有限元模型的参数化

3.4.1塔式起重机吊臂的有限元模型的参数化

3.4.2塔式起重机塔身的有限元模型的参数化

3.4.3塔式起重机顶升装置的有限元模型的参数化

第四章加载、求解及后处理

4.1引言

4.2塔式起重机有限元分析的加载及求解

4.2.1塔式起重机吊臂的的加载及求解

4.2.2塔式起重机塔身的的加载及求解

4.2.3塔式起重机顶升装置的加载及求解

4.3塔式起重机有限元分析的后处理

4.3.1塔式起重机吊臂的有限元分析的后处理

4.3.2塔式起重机塔身的有限元分析的后处理

4.3.3塔式起重机顶升装置的有限元分析的后处理

4.4单元划分图的建立

第五章VB与ANSYS之间的数据传输

5.1引言

5.2从VB到ANSYS之间的数据传输

5.3从ANSYS到VB之间的数据传输

第六章实验验证及结论

6.1实验验证

6.2结论

6.3后续工作

参考文献

致 谢