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基于Workbench-Excel起重机参数化仿真平台研究

陈代富  
【摘要】:随着中国及全球经济的快速发展,港口物流活动日益增加,港口设备,特别是起重机的需求不断增加,从而对起重机的设计生产的时间要求进一步提高。同时计算机技术快速更替,起重机结构设计方法的不断创新,结构件的标准化程度不断提高,而起重机产品的设计流程相对固定,利于起重机进行结构参数化设计及仿真。因此,结构参数化仿真为产品的快速准确的研发起到了至关重要的作用。目前,起重机的结构应力分析主要使用商业有限元软件进行校核,为其结构设计的合理性评估提供参考。对于缺乏有限元知识或者软件操作经验的设计人员,尽管其对产品结构或者工艺相当熟悉,却难以独自胜任该项工作。为了使一般的设计人员可以迅速准确完成起重机结构的有限分析,并提交产品工程图及有限元分析报告,本文基于Ansys Workbench和Excel等软件工具开发一个可自动完成起重机结构有限元分析及结构处理的系统CraneSim,并以典型门座式起重机的圆筒门架为例,详细介绍使用该平台从数据录入到模型生成,快速完成结构的仿真分析,同时完成该圆筒门架的工程图的自动生成。本文完成的主要工作如下:1)起重机结构设计交互界面。包括设计的门座式起重机零部件界面,起重机圆筒门架、臂架、转台人字架的参数化建模界面;完成了包括模型数据库及在交互界面中对模型数据库的查询、删除、增加、保存等操作功能完成了权限管理模块以保护模型数据库。2)参数化三维建模。通过Excel的VBA开发环境对Solidworks的API接口进行调用,实现了在在交互界面中参数化建立门座式起重机的三维Solidworks模型,并实现了零部件的工程图自动生成。3)介绍了Ansys Workbench二次开发的工具及方法,并完成了Ansys Workbench的二次开发,通过脚本及详细有限元分析两种方式实现了结构有限元的快速模拟仿真。


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