[发明专利]一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法

摘要

本发明公开了一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法，是通过建立参数化的盆式桥梁橡胶支座三维模型库和三维仿真分析模型库和分析的算例，以及存有盆式桥梁支座的标准件的三维模型的ACCESS数据库、盆式桥梁支座的计算公式，并建立能够输入盆式桥梁支座的受力数据和输出计算结果的系统功能窗体；通过在系统功能窗体中输入盆式桥梁支座的受力数据，直接得到盆式桥梁支座的零件三维模型、装配体模型和三维仿真分析模型并进行三维仿真分析。采用本发明的方法可以大大简化了技术人员的工作量并提高了产品的品质和质量，保证了桥梁的安全。

主权项

一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：a、建立盆式桥梁橡胶支座三维模型库和三维仿真分析模型库利用SolidWorks和SolidWorks Simulation建立盆式桥梁支座的参数化后的三维模型、工程图、三维仿真分析模型；所述参数化是指三维模型和三维仿真分析模型中的尺寸数值用函数或函数公式表示；将尺寸参数化的三维模型文件和三维仿真分析模型文件保存在计算机中，形成三维模型库和三维仿真分析模型库；并在三维仿真分析模型库中建立分析的算例；建立ACCESS数据库，将盆式桥梁支座的不同规格的标准件的三维模型储存到ACCESS数据库中；利用Visual Basic语言程序将盆式桥梁支座的计算公式输入存储到计算机中，并建立能够输入盆式桥梁支座的受力数据和输出计算结果的系统功能窗体；所述的盆式桥梁支座的计算公式包括：承压橡胶板直径公式：其中[σ]‑‑橡胶板的容许应力、σ_m‑‑橡胶板的平均压应力、P‑‑设计竖向承载力、D‑‑橡胶板直径；橡胶板厚度公式：t≥3.33×θ×D同时t≥D/15，其中t‑‑橡胶板厚度、θ‑‑设计转角；聚四氟乙烯板直径公式，其中：[σ]_F‑‑聚四氟乙烯板容许应力，P‑‑设计竖向承载力；D_F‑‑聚四氟乙烯板直径；σ_F为聚四氟乙烯板承受的应力；盆塞凸缘厚度公式：其中：ω‑‑盆塞凸缘厚度；H‑‑水平设计荷载；f‑‑铸钢屈服强度；当ω≥15mm时，盆塞凸缘应设计成曲面，曲面半径R≥0.5D或R≥250mm；下支座板盆环高度h≥t+ω+θ×D/2；h为下支座板盆环高度；下支座板的盆环内径d₁＝D，下支座板的盆环外径d₂满足下列公式其中：σ_θ‑‑盆环拉应力；[σ_θ]‑‑盆环容许拉应力；d₂在满足上式的基础上，应按下式进行检算：盆环拉应力式中：H‑‑水平设计荷载，H_P‑‑由竖向设计荷载产生的盆环拉力，A_R‑‑盆环承拉面积，A_R＝(d₂‑d₁)×h，r‑‑系数，σ为盆环拉应力，盆环剪应力满足：τ—盆环剪应力，下支座板的底板厚度：T≥12mm，且其中：σ_H为水平荷载产生的底板的拉应力；T—为下支座板的底板厚度；活动支座侧向限位挡块长度公式：L_d＝D_F+2e+a，L_d‑‑侧向挡块的长度，e‑‑设计位移，a‑‑结构余量，活动支座侧向滑条宽度公式：其中：σ_侧‑‑曲水平设计荷载产生的侧向滑条的压应力；T_C‑‑侧向滑条的宽度；[σ]_侧‑‑侧向滑条的容许压应力，α—宽度系数；上支座板限位挡块厚度公式，T_d‑‑挡块厚度，τ_d为限位挡块的剪应力，[τ]_d—钢材的容许剪应力，[τ]_d应满足[σ]_钢‑‑钢材的容许弯曲应力，其中：M‑‑由水平荷载H产生的弯矩，M＝H(T_d/2+5)，T_d—挡块的厚度，W‑‑抗弯刚度，W＝T_d²L_d/6；不锈钢滑板的公式：L_b＝D_F+2e+a,其中L_b—不锈钢滑块的长度，D_F—聚四氟乙烯板直径；螺栓直径公式其中：A_L‑‑螺栓面积，[τ]_L—不锈钢的容许剪应力；τ_L—螺栓的剪应力；b、在系统功能窗体中输入盆式桥梁支座的受力数据，通过盆式桥梁支座的计算公式计算出盆式桥梁支座各零件规格尺寸，并通过ACCESS数据库选出相应的标准件的规格尺寸；c、调用SolidWorks API函数，实现Visual Basic语言程序与SolidWorks的对接，使SolidWorks API函数驱动SolidWorks软件根据步骤b中计算出的盆式桥梁支座零件规格尺寸并生成带有具体尺寸的三维零件模型、装配体模型和三维仿真分析模型；然后调用GetAddInObject获得SolidWorksSimulation对象，调用StudyMngr和GetStudy获得算例，调用AddForce2和LBCMgr添加力，调用Mesh、GetDefaultElementSizeAndTolerance、Creatmesh设置网格；程序运行完成后，进行三维仿真分析；d、根据三维仿真分析结果，如果盆式桥梁橡胶支座零件规格选取不合适，将三维仿真分析出的零件规格结果重新输入并自动生成三维零件模型，继续进行三维仿真分析，直到零件规格结果合适为止，并自动生成所设计的盆式桥梁橡胶支座三维模型。