[发明专利]一种起重机通用型主梁参数化计算机建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机建模方法，尤其涉及一种起重机通用型主梁参数化计算机建模方法。

背景技术

随着现代科学技术的迅速发展，工业生产规模的扩大和自动化程度的提高，起重机在现代化生产过程中应用越来越广，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。现代起重机的特征和发展趋向具体表现在以下几个方面：重点产品大型化；系列产品模块化；通用产品小型化、轻量化；产品性能自动化；产品组合成套化；产品设计微机化；产品构造新型化；产品制造柔性化。

我国的起重机制造业起步于20世纪50年代，此阶段起重机设计大多是从原苏联引进的，因此早期的起重机钢结构设计理论偏于保守，主要表现在安全系数高，结构自重大，这样人为地造成了起重机的整体尺寸和重量过于庞大。模块化、参数化设计和仿真分析技术还没有在起重机行业中全面推广应用。

随着计算机技术的迅速发展，应用计算机数值仿真技术已成为与实验同样重要的实现技术创新、开发新工艺的基本研究手段。综合应用先进的计算机数值仿真试验和分析技术，可以实现对起重机主梁设计方案和制造工艺的全面试验和分析，定量的研究各种因素对主梁结构的影响，找出其中的关联规律，为起重机主梁的设计和制造提供指导意见，优化加工工艺，提高主梁设计效率和加工质量，降低产品开发成本，因此，有限元建模的质量和效率是一个非常重要的方面。

目前有限元建模领域还没有针对通用型主梁的建模系统，主梁产品设计和制造通过人工方式，随意性很大，效率很低，因此急需解决这一缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种起重机通用型主梁参数化计算机建模方法，它是一种方便、易用、可靠的并在现有计算机分析系统基础上二次开发的主梁参数化计算机建模方法。

实现上述目的的技术方案是：一种起重机通用型主梁参数化计算机建模方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1，初始化各种数据结构，即在程序启动时初始化各种数据结构，然后分别进入步骤S2和步骤S3；

步骤S2，选择主梁类型和输入参数化建模数据，即选择主梁的各个参数化结构以及输入各种主梁参数数值，选择主梁的总体结构尺寸、端部尺寸、筋板及其它尺寸、材料属性和/或网格大小，然后进入步骤S3；

步骤S3，获取参数化建模数据，根据输入的参数化建模数据以及初始化后的各种数据结构，确定主梁类型和端部车轮支撑形式，形成主梁形状和尺寸参数，通过TCL/TK脚本语言，获得参数化建模数据，然后进入步骤S4；

步骤S4，根据获取的数据填充各种数据结构，即根据获取的参数化建模数据填充至主梁结构的对应参数，确定主梁端部形式，筋板形式、角钢分布和主梁和端梁的连接，并将这些几何参数保存至数据库，然后进入步骤S5；

步骤S5，利用封装的APDL命令控制ANSYS进行若干操作，即将填充后的主梁结构的参数输入到已封装的APDL命令文件，并自动运行该APDL命令文件，在ANSYS软件环境中建立主梁的几何模型和有限元模型，然后分别进入步骤S6和步骤S7；

步骤S6，进行后处理分析，即根据用户输入的边界条件，在S5中建立的模型上完成计算，并根据需求以表格、图片或动画的形式进行变形、应力或应变的结果输出，然后进入步骤S7；

步骤S7，结束并释放空间。

上述的起重机通用型主梁参数化计算机建模方法，其中，所述的步骤S5中的若干操作包括建模操作、划分网格操作和分析处理操作。

上述的起重机通用型主梁参数化计算建模方法，其中，

所述的建模操作按输入的参数建立并显示几何模型；

所述的划分网格操作对已建立的主梁几何模型进行网格划分，建立有限元网格模型；

所述的分析处理操作对已建立的主梁有限元网格模型加载边界条件，确定主梁约束形式和载荷位置与大小，并利用ANSYS软件求解器完成计算。

本发明的有益效果是：本发明具有如下效果：

强大的参数化建模能力。通过对各种主梁的结构相似性分析，提炼出它们的各种特征，建立相应的数据结构来存储这些数据。

完备的数据差错能力，集成了完备的数据检查功能，用于防止由于数据输入的错误导致建模分析失败，确保向现有计算机系统传递数据的准确性。

良好的人机互动，程序在运行过程中可以同用户进行良好的互动，每进行一步操作。都会在现有计算机分析系统中有相应的显示，有助于用户判断其操作的正确性，减少错误操作。同时，友好人机界面使得各种操作工作更加直观、方便。