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1、桥式起重机桥架结构参数化建模与有限元分析摘 要：针对桥式起重机桥架结构的设计 计算 ，采用参 数化和命令流相结合的 方法 建立桥架结构模型，解决了模 型修改困难的 问题 ，并对模型进行有限元 分析 。对桥式 起重机系列产品的结构设计具有较好的实际 应用 价值。关键词：参数化 有限元分析 桥式起重机一、前言目前 ，使用 ANSYS 软件对零部件和简单结构进行参数 化设计及有限元分析已较为成熟，在设计计算领域已得到广 泛应用。使用 APDL 对处理零部件非常有效，而对于大型金属 结构，由于其结构的几何复杂性及各部件连接关系的复杂性， 必须通过个体建模进行计算、分析,如有问题，修改极其不便。 因此对
2、大型结构的参数化设计是当前亟待解决的问题。本文 以 10t-19.5m 桥式起重机桥架结构为 研究 对象，运用参数 化与命令流相结合的方法建立桥架结构模型，并对模型进行 有限元分析，从而为桥式起重机桥架结构以及其它一些大型 金属结构的优化设计提供了一种快速的建模方法，解决了模 型修改困难的问题。、ANSYS命令流文件的建立和APDL参数化语言1ANSYS 命令流文件的建立ANSYS 命令流文件是一种在模型建立过程中自动生成的.log文件,它记录了模型建立过程中的每一步操作和命令,并将这些操作转变成 ANSYS 命令流的形式进行保存。由于桥架等大型金属结构的几何结构和各部件连接关系 非常复杂，A
3、NSYS模型中包括成千上万的节点和单元，而且在 每次建模操作过程中，面和关键点的序号也在不断发生变化。 因此，如果单纯地使用APDL进行程序设计，就要花费很多时 间和精力，特别是对于一些不熟悉 APDL 和编程的用户来说， 这基本上是一个无法完成的工作量。本文通过建立 16t-10.5m 的桥架结构模型，提取模型建立的 ANSYS 命令，通过对命令 的修改和编辑建立进行参数化设计的 ANSYS 命令流文件，从 而实现对同一系列桥架结构模型的修改。2APDL 参数化语言APDL 是指 ANSYS 参数化设计语言( ANSYS Parametric Design Language)，用来自动完成某
4、些功能或建模的一种脚 本语言1。它是一种功能强大的描述性、解释性语言，它可 以实现模型的参数化，可以获取 ANSYS 数据库信息，可以进 行数学运算(包括矩阵和矢量运算)，可以定义经常使用的命令或宏的缩写。APDL 参数定义不必声明类型，参数存储无论是整型还是 实型，都采用双精度存储。若使用未声明参数，将会被赋“极 小值”（约为 2×10-100）。1）定义 方法由于APDL参数定义方法很多，这里只介绍其中比较简单 的三种定义方法。采用*SET命令定义*SET， HIGH， 1000 采用赋值号 “=定义例如 LONG=10000HIGH=1000 GUI 菜单定义Parameters2）APDL 参数的使用APDL 定义的参数主要是用于修改模型，其中包括模型的 外轮廓尺寸（如长，宽、高、各板件之间的间隔以及材料的 厚度等）和模型建立过程中坐标的移动距离。模型的修改也 主要是这些参数数值的变化。当我们改变这些参数的数值后， 将 ANSYS 命令导入 ANSYS 命令流窗口，就可以自动生成修改 后的模型。
