移動(dòng)龍門吊的ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

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《機(jī)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(duì)兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shí)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(jié)構(gòu)如圖2所示，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1.2網(wǎng)格劃分對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，使用的是sweep工能，首先對(duì)模型的每條線進(jìn)行劃分，然后對(duì)實(shí)體進(jìn)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(dòng)龍門吊結(jié)構(gòu)工作時(shí)的實(shí)際情況，對(duì)相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)施加約束。將移動(dòng)龍門吊的兩個(gè)底面A3和A7進(jìn)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(dòng)龍門吊結(jié)構(gòu)在正常工作的時(shí)候也就是吊東西的時(shí)候結(jié)構(gòu)為最危險(xiǎn)情況，此時(shí)移動(dòng)龍門吊結(jié)構(gòu)的自重全部由兩側(cè)立柱所承受，故移動(dòng)龍門吊結(jié)構(gòu)自重在計(jì)算中不考慮，工作載荷僅為風(fēng)載荷，設(shè)定載荷為100N/m，加載在移動(dòng)龍門吊結(jié)構(gòu)的橫梁中間所有節(jié)點(diǎn)上。優(yōu)化前結(jié)構(gòu)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(jié)果分析

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

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

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

4結(jié)論

經(jīng)過本次對(duì)于包裝設(shè)備中移動(dòng)龍門吊的ansys分析，得出以下結(jié)論：（1）優(yōu)化后的移動(dòng)龍門吊結(jié)構(gòu)在受同樣大小的工作載荷時(shí)，結(jié)構(gòu)變形程度明顯優(yōu)于優(yōu)化前的結(jié)構(gòu)。（2）用ANSYS分析結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果是一種有效的方法，可以方便得到結(jié)構(gòu)變形計(jì)應(yīng)力的分布情況。（3）通過ANSYS對(duì)比分析，為進(jìn)一步對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了依據(jù)，與傳統(tǒng)的力學(xué)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(xué)機(jī)電工程學(xué)院