移動龍門吊的ANSYS優(yōu)化設計范文

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《機械雜志》2014年第六期

1建立有限元模型

1.1建立3D模型

采用UG軟件對兩種結構進行三維建模。在草圖命令中畫出線框，然后退出草圖采用拉伸命令建造三維實體[9]，尺寸基本一樣，形狀有所區(qū)別。三維建模之后，優(yōu)化前結構如圖2所示，優(yōu)化后結構如圖3所示。

1.2網(wǎng)格劃分對模型進行網(wǎng)格劃分，使用的是sweep工能，首先對模型的每條線進行劃分，然后對實體進行劃分[11]，優(yōu)化前后劃分好網(wǎng)格后的模型分別如圖4、圖5所示。

2施加約束和載荷

2.1施加約束根據(jù)移動龍門吊結構工作時的實際情況，對相應的節(jié)點施加約束。將移動龍門吊的兩個底面A3和A7進行位移約束[12]。優(yōu)化前后施加約束后的模型如圖6、圖7所示。

2.2施加工作載荷由于移動龍門吊結構在正常工作的時候也就是吊東西的時候結構為最危險情況，此時移動龍門吊結構的自重全部由兩側立柱所承受，故移動龍門吊結構自重在計算中不考慮，工作載荷僅為風載荷，設定載荷為100N/m，加載在移動龍門吊結構的橫梁中間所有節(jié)點上。優(yōu)化前結構施加工作載荷如圖8所示。優(yōu)化前后施加載荷后的模型如圖9、圖10所示。

3求解、后處理和結果分析

3.1求解依次單擊Solution-Solve-Currents[13]，單擊ok按鈕，求解結束后保存數(shù)據(jù)庫。

3.2后處理。優(yōu)化前后移動龍門吊結構的基本受力情況分布如圖10、圖11所示，最大變形在移動龍門吊的中部，最大應力也在中部。

3.3結果分析通過對比分析發(fā)現(xiàn)，移動龍門吊結構最大變形及最大應力分布在移動龍門吊的中間部分，在受同樣大小的力時，優(yōu)化后的結構明顯比優(yōu)化前的結構變形程度小，也就說明了，優(yōu)化起到了效果。

4結論

經(jīng)過本次對于包裝設備中移動龍門吊的ansys分析，得出以下結論：（1）優(yōu)化后的移動龍門吊結構在受同樣大小的工作載荷時，結構變形程度明顯優(yōu)于優(yōu)化前的結構。（2）用ANSYS分析結構優(yōu)化效果是一種有效的方法，可以方便得到結構變形計應力的分布情況。（3）通過ANSYS對比分析，為進一步對結構的優(yōu)化提供了依據(jù)，與傳統(tǒng)的力學分析方法相比較，有限元方法更加有效。

作者：楊軍濤姜慶巖單位：青島科技大學機電工程學院