十噸雙梁橋式起重機(jī)有限元分析

1、十噸雙梁橋式起重機(jī)有限元分析本教程在ANSYS13.0Mechanical APDL上調(diào)試完成。1前處理1.1創(chuàng)建幾何模型1）分別建立橋式起重機(jī)的主梁和端梁的有限元幾何模型，如圖1、2所示。圖1主梁幾何有限元模型圖2端梁幾何有限元模型2）根據(jù)圖1中下拉菜單顯示，彈出圖3所示的對話框，分別建立主梁和端梁的面組。圖3創(chuàng)建主梁面組3）點(diǎn)擊界面左端的 ANSYS Main Menu 中的 Preprocessor- Archive Model-Write, 彈出圖4的對話框，將圖1中建立的主梁幾何模型保存為.cbd和.iges格式的文件。圖4創(chuàng)建主梁的cbd和iges格式文件4）在圖2的端梁模型中導(dǎo)入

2、主梁模型，點(diǎn)擊Preprocessor- Archive Model-Read。在彈出的對話框中選擇上部保存的主梁cbd和iges文件，從而將主 梁模型導(dǎo)入到端梁模型中，如圖5所示。圖5橋式起重機(jī)的幾何有限元模型5）點(diǎn)擊 Preprocessor- Modeling-Operate-Booleans-Partition-Areas。選擇主梁 和端梁連接的面，將兩部分模型搭接一起。1.2定義單元類型、實(shí)常數(shù)和材料性能和板厚1）點(diǎn)擊 Preprocessor- Element Type-Add/Edit/Delete,在彈出的 Element Type 的對話框中點(diǎn)擊ADD按鈕，彈出的Librar

3、y of Element Type對話框中選擇shell181 單元，如圖6所示。與此相同，依次添加mass21和combin39單元。圖6定義單元類型2）點(diǎn)擊 Preprocessor-Real Constants- Add/Edit/Delete彈出圖 7 所示對話框， 分別設(shè)置mass21單元和combin39單元的實(shí)常數(shù)，如圖8、9所示，mass21的質(zhì) 量設(shè)置為10t。圖7定義實(shí)常數(shù)圖8 mass21單元實(shí)常數(shù),點(diǎn)八、圖這,如圖10定義材料屬性圖11定義彈性模量和泊松比4）點(diǎn)擊 Preprocessor-Sections-Shell-Lay up-Add/Edit,彈出圖 12 所示

4、對話框， 設(shè)置不同板厚的ID號和厚度Thickness。圖12定義板厚1.3創(chuàng)建單元1）點(diǎn)擊 Preprocessor-Meshing-Mesh Attributes-Pick Areas,選擇相同厚度的板面，彈出圖13所示的對話框，設(shè)置面的材料性能、單元類型和截面厚度。與此相同，直至所有面都賦予相應(yīng)單元屬性。圖13定義殼單元屬性2）點(diǎn)擊 Preprocessor-Meshing-size contrls-manual size-areas-all areas, 彈出圖14對話框，設(shè)置合適單元大小。這里可以根據(jù)不同的受力部分而劃分不同尺寸 的單元大小。圖14定義殼單元的尺寸3）點(diǎn)擊 Prepr

5、ocessor-Meshing-mesh-area-free，選中所有面，劃分網(wǎng)格，如 圖15所示。圖15橋式起重機(jī)有限元模型1點(diǎn)擊 Preprocessor-Modeling-Create-Nodes-In Active CS。彈出圖 16 所示對 話框，創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)10000,以在該節(jié)點(diǎn)上建立mass21單元。圖16創(chuàng)建mass21單元節(jié)點(diǎn)點(diǎn)擊 Preprocessor-Modeling-Create-Elements-Elem Attributes，彈出圖 17 所示對話框，按圖設(shè)置單元性質(zhì)。再點(diǎn)擊 Preprocessor-Modeling-Create-Elements-Auto Num

6、bered-Thru Nodes，選中上一步 創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)，建立mass21質(zhì)量單元。圖17定義mass21單元屬性7)根據(jù)行走小車與主梁的接觸位置，點(diǎn)擊菜單欄下Select-Entities，彈出如 圖18(a)所示對話框，按圖中設(shè)置，通過設(shè)置節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，選取行走小車與主梁 接觸處的節(jié)點(diǎn)。如圖18(b)所示。的單元8所示Preprc一步創(chuàng)(b)圖18選擇接觸節(jié)點(diǎn)eling-Create-Elements-Elem Attributes，彈出圖 19圖19定義combin39單元屬性殳置combin39單元性質(zhì)。再點(diǎn)擊 ements-Auto Numbered-Thru Nodes，依次選中上

7、節(jié)點(diǎn)，建立combin39質(zhì)量單元。從而創(chuàng)建完所有圖20橋式起重機(jī)有限元模型2二約束和載荷的施加1）點(diǎn)擊 Solution-Define Loads-Apply-structural-displacement-On Areas，選擇 須施加約束的面，施加相應(yīng)約束。再點(diǎn)擊Solution-Define Loads-Apply- structural-Inertia-Gravity-Global，彈出如圖21所示對話框，設(shè)置重力加速度。最 后進(jìn)行求解。三后處理1）下圖22和23為計(jì)算后得到主梁和端梁的Von Miss應(yīng)力分布云圖。圖22主梁的Von Miss應(yīng)力分布云圖圖23端梁的Von Miss應(yīng)力分布云圖2)經(jīng)計(jì)算，所提供的三維模型質(zhì)量為8683kg，有限元板殼模型的質(zhì)量為 8554kg，相差 1.5%。所有約束處的反力FX=0.10244，F(xiàn)Y=0.18