岸桥结构计算的参数化_吕宏

岸桥结构计算的参数化

大连重工 起重集团有限公司设计二院 吕 宏 李春亭

摘 要:介绍用Visual C++编写的ANSYS软件结构计算的前后处理程序的实现方法,即通过输入初始的载荷参数、几何参数,由参数化程序自动生成ANS YS的log文件,然后运行ANS YS的批处理程序进行结构计算的解算,再利用ANSYS的Out文件进行后处理。

关键词:岸桥;参数化;有限元;Visual C++语言;ANSYS软件

Abstract:This paper introduces the realizati on of the preprocessing and post processing program in ANS YS by Visual C+ +.The parametric program automatically prod uces a log file of ANSYS by the inpu t of initial loads and geometry parameters,then i t runs the batch process program of ANSYS to solve the s tructure.Fi nally,the out file of ANSYS is utilized to do the post processing.

Key words:q uayside con tai ner gan try crane;parameterization;fini te elemen t;Visual C++;ANSYS software

1 问题的提出

在进行起重机结构的有限元分析时,前后处理工作(即模型的建立、载荷组合、梁单元截面特性的计算、计算书的完成等)要占用大部分时间。这些大量的、重复性的繁琐工作往往需要手工输入和计算,而且对力学和有限元的理论知识有较高的要求。在岸桥的有限元模型中,结构的几何形状、载荷组合、受力的位置和方向、梁截面的几何形状及约束都是比较固定的,只是载荷大小、结构及梁截面的几何尺寸有所变化。对结构分析中的前后处理进行参数化,把解算部分交给专业的结构分析软件ANSYS进行处理,不仅可节省大量的时间,而且可以使不了解有限元的人员通过输入初始参数,就可以输出计算书,指导设计工作。笔者通过实例说明,这是解决此类问题的一种切实可行的方法。

2 实现方法

2.1 基本原理

每次运行ANSYS会生成一段log文件。其命名为Jobname.log。Jobname是运行ANSYS程序时给定的作业名,作业名缺省为File。Log文件在首次运行ANSYS时打开,退出程序(无论在菜单中用/EXI T退出,还是其他程序中断或系统中断)时关闭,ANSYS 运行中输入的每一个命令都拷贝到log文件,形成ANSYS运行命令的完整记录。这些命令流在系统崩溃或用户发生重大错误时非常有用,用/I NPUT命令读入更名后的Log文件(或作为批处理文件提交),Log文件中的每条命令都重新执行,像以前一样重新生成数据库。[1]ANSYS生成的Log文件的特点,为实现结构分析参数化前处理奠定了基础。可以先编制程序来生成ANSYS的Log文件,然后运行ANSYS的批处理程序,自动调入前处理模型并进行结构计算的解算,再利用ANSYS的Out文件进行后处理。输出Log文件中需要包含大量的ANSYS命令流,不易掌握,一种快捷的方法是先利用ANSYS 建立一个通用的岸桥有限元计算模型,并进行计算求解。在建立模型时,可为模型中所有可变数据定义相应的参数名,在模型中使用参数名来表示相应的数据值。根据生成的Log文件,就可以利用任何一种编程软件,按Log的输出格式编写出喜欢的操作界面。

2.2 程序设计

在编制程序时,应做好整体规划工作,其中包括能自动进行大量的载荷计算和载荷组合[2];合理地产生有限元节点和单元;尽可能考虑到梁截面类型及外形尺寸变化多样性的特点,使程序具有通用性;可以读取计算结果输出计算书。因此编写的程序应具备以下几个功能:

(1)根据输入的载荷,进行载荷计算和组合。

(2)根据输入的结构外形尺寸、几何参数,生成ANSYS的线框图。

(3)根据输入的各个梁截面类型及几何尺寸参数,生成各个梁截面的特性计算结果。

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(4)自动生成模型的节点及单元,并将梁截面特性及梁的折算比重付给相应的单元。

(5)根据相应的载荷工况和组合,自动形成相应的Log 文件。

(6)对相应的Log 文件进行ANSYS 解算,并将计算结构输出到out 文件中。

(7)读取out 文件,生成计算书。程序流程见图1

。

图3 节点、单元(1)

3 应用实例

下面以额定起重量为65t 、外伸距为56m 的岸桥的结构计算为例来说明参数化程序的使用方法和运行过程。输入的初始参数见图2。参数程序用Visual C++编写[3],结构梁单元模型的节点和单元划分结果见图3、图4

。

图1

流程图

图2 初始参数

2

港口装卸 2004年第5期(总第157期)

图4 节点、单元(2)

满载小车位于外伸距56m,风向平行于大车轨

道这一工况的强度计算应力云图见图5

。

图5 应力云图

4 结语

参数化结构分析程序的实现,给岸桥的投标设

计及详细设计带来了快捷的方法,操作人员只需输入初始的参数,即可得到计算结果,不仅为专业的结构分析人员,也为非专业的不掌握ANSYS 的人员进行有限元计算提供了极大的方便。这种快速有效的计算方法为各种类型起重机结构计算参数化的实现提供了借鉴。

参考文献

1 刘涛,杨凤鹏.精通ANSYS .北京:清华大学出版社,2002

2 蒋国仁.岸边集装箱起重机.武汉:湖北科学技术出版

社,2000

3 Richard C.Leinecker &Tom Archer.Visual C++6宝典.北京:电子工业出版社,2001

吕 宏:116013,辽宁省大连市西岗区八一路169号 收稿日期:2004-02-28

求购二手岸桥

某公司急需二手岸桥,品牌不限,具体要求如下:

1 使用年限不超过20年,运行状态良好,可以装卸巴拿马型集装箱船,吊具下起重量不小于40t 。

2 起升速度不小于45/90(重载/空载)m/mi n,小车速度不小于150m/min,大车行走速度不小于45m/mi n,轨距不小于16 5m,外伸距不小于38m,后伸距不小于12m,海侧轮压不大于38t,陆侧轮压不大于29t 。

3 发电装置为柴油机发电机组,手动锚固装置。有上述设备转让者,请与港口装卸杂志社联系。

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