一種圓筒門架自動化分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種圓筒門架自動化分析方法。圓筒門架自動化分析系統包括參數設置模塊、無模型分析模塊、有模型分析模塊、處理顯示模塊、及存儲模塊，處理顯示模塊連接顯示窗口；參數設置模塊設置有參數設置窗口，無模型分析模塊封裝無模型分析算法，有模型分析模塊封裝有模型分析算法。本發明運用模塊化思想，采用簡便的處理步驟，實現圓筒門架的自動化分析。簡化了有限元分析的前處理及后處理過程，可以簡單的修改參數反復分析各種尺寸、角度、載荷大小的設計工況或方案，極大提高了分析效率，簡化了分析方法，實現了圓筒門架自動化分析，為一般技術人員提供了簡潔的設計平臺。
【專利說明】一種圓筒門架自動化分析方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種圓筒門架自動化分析方法。
【背景技術】
[0002]圓筒門架是門座式起重機的重要基礎結構，主要承受著上部回轉部分自重和全部外載荷形成的垂直力、傾覆力矩、水平力、回轉力矩、風載等。由于上部回轉部分在工作時是可360°旋轉的，因此不同回轉角度下圓筒門架各部分的受力情況均不相同，如果受力分析不全面，在后期的使用中可能導致圓筒門架發生局部開裂或變形量過大等，造成安全隱患。
[0003]目前的工程上分析方法首先要建立殼單元模型，板厚通過定義單元實常數來設定，建模后要對模型施加約束、劃分網格，建立質量節點單元，耦合節點，施加載荷，然后才能運行分析，這僅僅是分析了回轉部分在某一個特定角度時的一種情況，回轉部分每轉一個角度，都要刪除質量節點的耦合，旋轉施加載荷節點的坐標，然后重新耦合計算，過程較為繁雜。若充分析回轉部分回轉一周時各個角度圓筒門架的受力情況，特別是圓筒門架主梁不對稱的模型，需要分析的工況會更多，手工分析將會耗費大量的時間，不能全面的反應出實際使用中不同回轉角度下圓筒門架各部分的受力情況；若分析發現模型截面不合適，更改單元模型更是非常麻煩，更改完后還得重新進行上述設置才能分析，因此手工分析往往對設計者的專業性和耐心要求非常高，而且效率較低。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術的不足，本發明提出了一種圓筒門架自動化分析方法。本方法能更全面便捷的分析圓筒門架的受力情況，提高了圓筒門架設計的效率和質量。
[0005]本發明采用如下技術方案:
[0006]一種圓筒門架自動化分析方法，具有圓筒門架自動化分析系統，其包括參數設置模塊、無模型分析模塊、有模型分析模塊、處理顯示模塊、及存儲模塊，參數設置模塊、無模型分析模塊、有模型分析模塊、及存儲模塊分別連接處理顯示模塊，處理顯示模塊連接顯示窗口 ；參數設置模塊設置有參數設置窗口，無模型分析模塊封裝無模型分析算法，有模型分析模塊封裝有模型分析算法，有模型分析模塊包括模型初始化模塊和計算分析模塊；
[0007]基于圓筒門架自動化分析系統的分析方法，采用VB開發前、后處理界面，由ANSYS有限元分析軟件的APDL設計語言編寫處理程序實現，采用如下步驟:
[0008](I)通過參數設置窗口設置分析參數，分析參數包括網格大小、旋轉角度范圍及步長、受力的大小及方向；
[0009](2)選擇無模型分析模塊，選擇圓筒門架主梁類型，設置圓筒門架的截面參數，調用無型分析算法，建立圓筒門架單元模型，調用步驟(I)設置的分析參數分析圓筒門架單元模型的受力情況；
[0010](3)在處理顯示模塊顯示步驟(2)中受力情況的分析結果，并判斷分析結果是否符合設計要求，如果分析結果不符合設計要求，重復步驟(2)，如果分析結果符合設計要求，將分析結果存儲在存儲模塊，執行步驟(4)；
[0011](4)確定截面參數后，將圓筒門架單元模型導入有模型分析模塊，分析不同回轉角度下圓筒門架不同位置的受力狀況，并通過處理顯示模塊顯示。
[0012]所述步驟(2)中圓筒門架主梁類型包括對稱主梁、及非對稱主梁，選擇圓筒門架主梁類型，通過控件控制主梁對稱參數或者非對稱參數的輸入。
[0013]所述步驟(4)中導入有模型分析模塊，模型初始化模塊自動檢測圓筒門架筒體端面中心坐標，并在端面中心建立關鍵點，自動檢測端梁最低點端面,對端面施加約束,并輸出圓筒門架模型，并存儲在存儲模塊的指定文件夾；計算分析模塊調用文件夾中存儲的圓筒門架模型，在給定的起止角度范圍內設定步長，在筒體端面中心的關鍵點上施加載荷并耦合節點，調用有模型分析算法計算分析；每個步長分析完畢后，提取分析應力、應變云圖，并將應力、應變最大值存入存儲模塊的指定數組中。
[0014]所述應力、應變云圖采用雙窗口顯示，每個窗口顯示不同的視角，繪制不同角度時最大應力和最大應變變化曲線，并保存在存儲模塊中。
[0015]所述處理顯示模塊設有顯示界面，顯示界面上設有調用應變力、應變力云圖的選擇對話框，通過顯示界面顯示查看各項參數。
[0016]所述處理顯示模塊連接有顯示控件，通過顯示控件選取不同角度時的應變力、及應變云圖，并通過顯示窗口顯示。
[0017]本發明的有益技術效果:
[0018]一種圓筒門架自動化分析方法，運用模塊化思想，采用簡便的處理步驟，實現圓筒門架的自動化分析。簡化了有限元分析的前處理及后處理過程，可以簡單的修改參數反復分析各種尺寸、角度、載荷大小的設計工況或方案，極大提高了分析效率，簡化了分析方法，實現了圓筒門架自動化分析，為一般技術人員提供了簡潔的設計平臺。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為圓筒門架自動化分析方法示意圖。
[0020]圖2為無模型分析顯示。
[0021]圖3為模型初始化示意圖。
[0022]圖4為有模型分析顯示。
[0023]圖5為圓筒門架不同截面的選取。
[0024]圖6為某一步長下的最大應變力變化曲線。
[0025]圖7為某一步長下的最大應變力變化曲線。
【具體實施方式】
[0026]結合附圖1至7對本發明的【具體實施方式】做進一步說明:
[0027]—種圓筒門架自動化分析方法，具有圓筒門架自動化分析系統，其包括參數設置模塊、無模型分析模塊、有模型分析模塊、處理顯示模塊、及存儲模塊，參數設置模塊、無模型分析模塊、有模型分析模塊、及存儲模塊分別連接處理顯示模塊，處理顯示模塊連接顯示窗口 ；參數設置模塊設置有參數設置窗口，無模型分析模塊封裝無模型分析算法，有模型分析模塊封裝有模型分析算法，有模型分析模塊包括模型初始化模塊和計算分析模塊。
[0028]基于圓筒門架自動化分析系統的分析方法，采用VB開發前、后處理界面，由ANSYS有限元分析軟件的APDL設計語言編寫處理程序實現，采用如下步驟:
[0029](I)通過參數設置窗口設置分析參數，分析參數包括網格大小、旋轉角度范圍及步長、受力的大小及方向；
[0030](2)選擇無模型分析模塊，選擇圓筒門架主梁類型，設置圓筒門架的截面參數，調用無型分析算法，建立圓筒門架單元模型，調用步驟(I)設置的分析參數分析圓筒門架單元模型的受力情況。
[0031]圓筒門架主梁類型包括對稱主梁、及非對稱主梁，選擇圓筒門架主梁類型，通過控件控制主梁對稱參數或者非對稱參數的輸入。圓筒門架是對稱主梁的，僅對0°到90°旋轉角度范圍進行分析。
[0032]設置圓筒門架的截面結構參數，點擊分析計算，自動輸出包含基本參數設置及截面參數的分析計算宏文件，ANSYS調用該宏文件，自動建立圓筒門架Beam單元模型，按照設置的角度范圍和步長，模擬圓筒門架上方轉臺旋轉不同角度時圓筒門架的受力情況。
[0033](3)在處理顯示模塊顯示步驟(2)中受力情況的分析結果，并判斷分析結果是否符合設計要求，如果分析結果不符合設計要求，重復步驟(2)，如果分析結果符合設計要求，將分析結果存儲在存儲模塊，執行步驟(4)。
[0034](4)確定截面參數后，將圓筒門架單元模型導入有模型分析模塊，分析不同回轉角度下圓筒門架不同位置的受力狀況，并通過處理顯示模塊顯示。
[0035]模型初始化模塊自動檢測圓筒門架筒體端面中心坐標，并在端面中心建立關鍵點，自動檢測端梁最低點端面，對端面施加約束，并輸出圓筒門架模型，輸出.cdb和.1ges格式的圓筒門架模型以防止模型被破壞，方便以后反復調用，并存儲在存儲模塊的指定文件夾。計算分析模塊調用文件夾中存儲的包括調取.cdb和.1ges格式的圓筒門架模型，在給定的起止角度范圍內設定步長，在筒體端面中心的關鍵點上施加載荷，調用有模型分析算法計算分析；每個步長分析完畢后，提取分析應力、應變云圖，并將應力、應變最大值存入存儲模塊的指定數組中。
[0036]應力、應變云圖米用雙窗口顯不,每個窗口顯不不同的視角，繪制不同角度時最大應力和最大應變變化曲線，并保存在存儲模塊中。處理顯示模塊設有顯示界面，顯示界面上設有調用應變力、應變力云圖的選擇對話框，在對話框中輸入任意角度來計算分析，通過顯示界面顯示查看各項參數。或者處理顯示模塊連接有顯示控件，通過顯示控件選取不同角度時的應變力、及應變云圖，并通過顯示窗口顯示。
[0037]在截面參數確定的情況下，可以直接進行步驟(I)和步驟(4)，對給定截面的圓筒門架模型進行有模型分析。
[0038]當然，以上說明僅僅為本發明的較佳實施例，本發明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的指導下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本發明的保護。
【權利要求】
1.一種圓筒門架自動化分析方法，其特征在于，具有圓筒門架自動化分析系統，其包括參數設置模塊、無模型分析模塊、有模型分析模塊、處理顯示模塊、及存儲模塊，參數設置模塊、無模型分析模塊、有模型分析模塊、及存儲模塊分別連接處理顯示模塊，處理顯示模塊連接顯示窗口 ；參數設置模塊設置有參數設置窗口，無模型分析模塊封裝無模型分析算法，有模型分析模塊封裝有模型分析算法，有模型分析模塊包括模型初始化模塊和計算分析模塊； 基于圓筒門架自動化分析系統的分析方法，采用VB開發前、后處理界面，由ANSYS有限元分析軟件的APDL設計語言編寫處理程序實現，采用如下步驟: (1)通過參數設置窗口設置分析參數，分析參數包括網格大小、旋轉角度范圍及步長、受力的大小及方向； (2)選擇無模型分析模塊，選擇圓筒門架主梁類型，設置圓筒門架的截面參數，調用無型分析算法，建立圓筒門架單元模型，調用步驟(I)設置的分析參數分析圓筒門架單元模型的受力情況； (3)在處理顯示模塊顯示步驟(2)中受力情況的分析結果，并判斷分析結果是否符合設計要求，如果分析結果不符合設計要求，重復步驟(2)，如果分析結果符合設計要求，將分析結果存儲在存儲模塊，執行步驟(4)； (4)確定截面參數后，將圓筒門架單元模型導入有模型分析模塊，分析不同回轉角度下圓筒門架不同位置的受力狀況，并通過處理顯示模塊顯示。
2.根據權利要求1所述的一種圓筒門架自動化分析方法，其特征在于，所述步驟(2)中圓筒門架主梁類型包括對稱主梁、及非對稱主梁，選擇圓筒門架主梁類型，通過控件控制主梁對稱參數或者非對稱參數的輸入。
3.根據權利要求1所述的一種圓筒門架自動化分析方法，其特征在于，所述步驟(4)中導入有模型分析模塊，模型初始化模塊自動檢測圓筒門架筒體端面中心坐標，并在端面中心建立關鍵點，自動檢測端梁最低點端面，對端面施加約束，并輸出圓筒門架模型，并存儲在存儲模塊的指定文件夾； 計算分析模塊調用文件夾中存儲的圓筒門架模型，在給定的起止角度范圍內設定步長，在筒體端面中心的關鍵點上施加載荷，調用有模型分析算法計算分析； 每個步長分析完畢后，提取分析應力、應變云圖，并將應力、應變最大值存入存儲模塊的指定數組中。
4.根據權利要求3所述的一種圓筒門架自動化分析方法，其特征在于，所述應力、應變云圖采用雙窗口顯示，每個窗口顯示不同的視角，繪制不同角度時最大應力和最大應變變化曲線，并保存在存儲模塊中。
5.根據權利要求4所述的一種圓筒門架自動化分析方法，其特征在于，所述處理顯示模塊設有顯示界面，顯示界面上設有調用應變力、應變力云圖的選擇對話框，通過顯示界面顯示查看各項參數。
6.根據權利要求4所述的一種圓筒門架自動化分析方法，其特征在于，所述處理顯示模塊連接有顯示控件，通過顯示控件選取不同角度時的應變力、及應變云圖，并通過顯示窗□顯示。
【文檔編號】G06F17/50GK104239615SQ201410441184
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月1日 優先權日:2014年9月1日
【發明者】張金營, 肖利濤, 韓中成, 高文蘭 申請人:青島海西重機有限責任公司