门式起重机结构参数化有限元分析系统研究

【摘要】：门式起重机是应用广泛的物料搬运设备,其金属结构呈现出多样性与复杂性,在设计计算门架结构时,要涉及到空间结构的超静定问题。同时,由于门式起重机的计算工况较多,如果采用传统的手工计算方法,势必会大大增加设计计算工作量,延长设计周期。有限元方法是目前广泛应用于结构设计领域的一种现代设计计算分析方法,应用ANSYS软件对结构进行有限元分析是门式起重机设计的发展趋势。因此,研究门式起重机有限元分析过程中涉及到的模型处理技巧与关键问题,并据此开发一套门式起重机参数化有限元分析系统是十分有意义的。本论文针对以上问题进行以下几个方面的研究： (1)在研究门式起重机结构特点和工作特点基础上,结合以往对门机进行有限元分析的实际经验,讨论了建立门机有限元模型时单元类型选择、载荷计算、计算工况选择以及模型简化等模型处理技术。 (2)在分析主梁惯性矩对主梁承载性能影响的基础上,通过实例研究了采用压板式固定的小车轨道和采用焊接式固定的小车轨道对门架结构强度和刚度计算结果的影响；也讨论了采用不同约束方式对门架计算结果的影响；通过实例得出了主梁与支腿连接处筋板对计算结果的影响不可忽略的结论以及主梁翼缘外伸端对计算结果的影响不大的结论。 (3)讨论了利用ANSYS参数化设计语言建立门机参数化有限元模型过程中的关键技术；最后以高级程序设计语言Visual Basic为平台,通过编写建立U型门机参数化模型的APDL命令流,开发了U型门式起重机参数化有限元分析系统。 本文的研究内容和成果,一方面对提高同类型的门式起重机的设计效率有较大的实用价值,同时也能为其它类似的参数化分析系统的开发提供一种有效的参考。