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塔式起重机转台参数化设计系统开发

李少文  
【摘要】:塔式起重机在工作过程中需要频繁的启动和制动,转台受到强烈的冲击与振动,在损坏后,需要借助有限元计算帮助查找原因。目前,工程师先根据经验设计转台,再通过有限元计算对其验证。转台在设计时需要进行大量的有限元计算,而转台有限元建模过程繁琐且需要耗费大量时间。为提高转台有限元建模效率和降低建模难度,以长沙某公司系列化塔机转台为研究对象,使用Python编程语言开发了基于ABAQUS通用型有限元分析软件平台的参数化设计系统。论文的主要研究工作如下:(1)深入研究ABAQUS软件、ABAQUS脚本内核语言Python、Python的面向对象编程、ABAQUS二次开发接口、实现ABAQUS二次开发的途径和方法、用户自定义GUI应用程序开发方式等,为后续开发塔机转台参数化设计系统奠定基础。(2)为了使转台模型具有通用性,研究了大量塔机转台结构,并结合公司未来发展机型的需求,提炼出系列化塔机转台模型;确定了塔机转台参数化设计系统的结构和参数化对象,阐述了该系统所具备的功能。(3)以系列化塔机转台模型为研究对象,通过脚本内核语言Python,对ABAQUS有限元软件进行二次开发,开发出一套界面友好,通俗易懂的塔机转台参数化设计系统,实现了系列化塔机模型的参数化建模、有限元分析和导出分析报告等功能。(4)以TC7020塔机转台为例,对转台的有限元建模做了研究和分析,包括模型的简化、网格划分方式、载荷和边界条件等,并通过试验验证了有限元建模过程的可靠性;最后,使用塔机转台参数化设计系统实现了对该型号塔机转台的有限元分析,证实了软件的高效性和简易性。本文的研究工作和方法可以有效的降低设计人员的劳动强度,提高效率,分析结果对塔式起重机转台的设计及研发工作具有一定的指导作用;目前,该参数化设计平台已投入公司使用。


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