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塔式起重機(jī)(以下簡稱塔機(jī))的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度決定著設(shè)備的工作可靠性和安全性，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上盡量減少結(jié)構(gòu)質(zhì)量是塔機(jī)設(shè)計的一個目標(biāo)。隨著有限元分析理論的日益完善和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的工程技術(shù)人員開始采用有限元法對塔機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。面對激烈的市場競爭，塔機(jī)的設(shè)計也要求提高設(shè)計效率，降低制造成本。開發(fā)塔機(jī)參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)，可以加快新產(chǎn)品開發(fā)周期，提高設(shè)計效率，減少重復(fù)勞動。參數(shù)化設(shè)計通過儲存設(shè)計的整個過程，可設(shè)計出一簇而非單一的形狀和功能上具有相似性的產(chǎn)品。以一類設(shè)計完善的某型塔機(jī)的規(guī)格尺寸為基礎(chǔ)，建立稱之為“標(biāo)準(zhǔn)型”的模型，利用“標(biāo)準(zhǔn)型”模型，可以方便地修改參數(shù)，重建模型，生成系列產(chǎn)品。進(jìn)一步進(jìn)行靜載荷和動載荷分析時，需要將參數(shù)化生成的塔機(jī)模型導(dǎo)入ANSYS中進(jìn)行有限元分析，為此需要建立參數(shù)化模型與ANSYS之間的接口，并進(jìn)行軟件之間接口技術(shù)的開發(fā)。
所謂接口技術(shù)就是在不同軟件之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞與共享的技術(shù)。本文以參數(shù)化的塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)為例，介紹參數(shù)化塔機(jī)模型有限元分析中的接口技術(shù)及有限元模型的生成過程。
參數(shù)化塔機(jī)模型有限元分析中接口技術(shù)的開發(fā)可以分為4個步驟。1)設(shè)置參數(shù)并寫入數(shù)據(jù)庫；2)根據(jù)參數(shù)編寫命令流；3)導(dǎo)入ANSYS分析；4)根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化參數(shù)。
在完成塔機(jī)的參數(shù)化設(shè)計后，設(shè)置參數(shù)并保。后續(xù)的分析需要根據(jù)塔機(jī)參數(shù)編寫設(shè)計命令，命令流的編寫建立在文本文件管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)存流上。
在塔機(jī)參數(shù)化設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用VB的文本文件輸入輸出功能編寫命令流，建立實體模型與有限元模型之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。
命令流用APDL語言編寫。APDL語言是ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言的縮寫，是一種允許使用參數(shù)并能完成一系列功能的程序語言。使用APDL可以：1)運用參數(shù)而不是用數(shù)值輸入模型尺寸、材料特性等；2)從ANSYS數(shù)據(jù)庫中獲取信息，如節(jié)點位置或最大應(yīng)力；3)在參數(shù)中進(jìn)行數(shù)學(xué)運算；4)將常用的命令或宏定義成縮寫形式；5)建立宏，使用if-then-else分支和循環(huán)等來執(zhí)行一系列任務(wù)。
以APDL語言編寫出的命令流，可以實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，并集結(jié)塔機(jī)分析的全過程，省去了手動分析的紛繁操作，與塔機(jī)實體模型的快速參數(shù)化設(shè)計相結(jié)合形成了一致的快速設(shè)計分析過程。
可以采用兩種方式將生成的命令流載入ANSYS，一是復(fù)制所有的命令流，粘貼在ANSYS的命令輸入框內(nèi)；另一種是通過菜單上的file-read-input from，導(dǎo)入*.txt，*.log等文件。
將命令流載入ANSYS完成分析過程之后，就可以直接查看分析結(jié)果，即各點的應(yīng)力及大小、各部位的形變以及最大應(yīng)力、最大形變等，并將分析結(jié)果與設(shè)計要求，或者與實際試驗結(jié)果相對比。滿足設(shè)計要求，則說明設(shè)計參數(shù)選擇合理；否則，重新選擇設(shè)計參數(shù)，并重復(fù)以上過程，直至設(shè)計出滿足要求的塔機(jī)參數(shù)。
通過對Pro/E進(jìn)行二次開發(fā)，建立塔機(jī)的參數(shù)化設(shè)計模型，試取參數(shù)后將塔機(jī)的相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中。建立參數(shù)列表可以將參數(shù)化設(shè)計塔機(jī)模型中的全部參數(shù)從數(shù)據(jù)庫中讀出，同時也為以后的編寫命令流做好數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。編寫命令流和輸出結(jié)果需要利用VB的文件管理功能，以下為實現(xiàn)過程。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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