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《基于ansys的天津機場鋼平臺形變和應(yīng)力分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于ANSYS的天津機場鋼平臺形變及應(yīng)力分析TheDeformationandStressAnalysisofsteelworkatTianjinAirportBasedonANSYS楊秀清1,2張翅飛1,2錢奕龍1,2(1.民航局第二研究所，成都610041)（2.民航成都物流技術(shù)有限公司，成都610041）摘要：目的:在載荷一定的情況下尋求行李處理系統(tǒng)鋼平臺的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。方法:以天津機場行李處理系統(tǒng)的鋼平臺為例，利用PRO/E與ANSYS軟件對5種不同的常用鋼平臺結(jié)構(gòu)進行有限元分析，并對分析結(jié)果進行對照研究。結(jié)果：槽鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變均最大；工字鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)
2、力較小，但應(yīng)變較大；方鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變較小，但應(yīng)力較大；槽鋼加斜拉結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變均最小。結(jié)論：采用槽鋼加斜拉方式為5種鋼平臺結(jié)構(gòu)的最佳選擇，這種結(jié)構(gòu)相比其它4種結(jié)構(gòu)，不僅變形及受力均最小，結(jié)構(gòu)的可靠性及穩(wěn)定性更高，且重量輕、成本低、工藝好實現(xiàn)，上述分析研究為工程實際實施提供了一定的參考及數(shù)字依據(jù)。關(guān)鍵詞：PRO/E與ANSYS集成；有限元分析；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；變形及應(yīng)力分析0引言機場行李系統(tǒng)的鋼平臺是行李系統(tǒng)的重要支撐，其可靠性及穩(wěn)定性將直接影響行李系統(tǒng)的性能，如果一旦發(fā)生坍塌等現(xiàn)象，其后果不堪設(shè)想，為此在確定設(shè)計方案及工程實施前，必須對其進行變形及應(yīng)力分析，根據(jù)分
3、析結(jié)果確定設(shè)計方案的可行性、可靠性及是否為最優(yōu)方案。本文首先根據(jù)鋼平臺的設(shè)計圖紙并利用PRO/E軟件建立了局部鋼平臺的簡化3D模型，然后應(yīng)用PRO/E與ANSYS的集成將PRO/E3D模型無縫集成的導(dǎo)入到ANSYS中，在ANSYS下對鋼平臺進行有限元分析，并對其它4種結(jié)構(gòu)方案進行了分析評估，最終確定一種最優(yōu)的結(jié)構(gòu)方案，其為工程實際實施提供一定的參考及數(shù)字依據(jù)。1軟件介紹本文涉及到的軟件主要有PRO/E、ANSYS兩個軟件,其中PRO/E軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，其以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在
4、目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/E作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件，由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS開發(fā)。它能與多數(shù)CAD軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,I－DEAS,AutoCAD等，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中的高級CAE工具之一。2分析過程鋼平臺的變形及應(yīng)力分析過程主要
5、包括3D建模、模型導(dǎo)入、材料及約束載荷添加、計算分析等過程，具體過程如下。2.13D建模圖1天津局部鋼平臺簡化截面圖天津機場局部鋼平臺其實為一個空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括吊裝、橫梁及下部的連接梁、吊桿等，結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，其建模及分析均將耗費大量時間，為此將其進行簡化，取其截面，并計算其受力，簡化后的鋼平臺截面圖如圖1所示，該截面主要由一根橫梁（10號槽鋼），兩根吊裝構(gòu)成，且有兩個受力點，其受力點的位置及力的大小詳見圖1。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，兩根吊裝的承力較小，為此為了保證橫梁有足夠的安全系數(shù)，忽略吊裝承力，假設(shè)只有橫梁承力，為此根據(jù)設(shè)計圖紙中橫梁采用的10號槽鋼
6、，用PRO/E建立了其3D模型[1]，具體如圖2所示，并制定了受力作用點，便于在ANSYS中進行加載。圖2鋼平臺局部3D圖2.2模型導(dǎo)入PRO/E軟件具有良好的3D建模功能，但分析功能較弱，而ANSYS軟件的3D建模功能較弱，但分析功能強大，為此將PRO/E和ANSYS聯(lián)合起來對天津機場的局部鋼平臺進行受力分析是最佳的選擇。從PRO/E到ANSYS的模型轉(zhuǎn)換方法大致有兩種[2]：一種是通過標(biāo)準(zhǔn)圖形格式轉(zhuǎn)換，即將PRO/E創(chuàng)建的模型存儲為中性文件格式比如STEP、IGES等，然后通過ANSYS的接口模塊將相應(yīng)模型導(dǎo)入到仿真分析環(huán)境；二是使用PRO/E和ANS
7、YS的集成接口，實現(xiàn)PRO/E與ANSYS模型的無縫集成。前者在傳遞過程中圖形元素可能會丟失，而后者應(yīng)用專門的接口實現(xiàn)不同軟件間的模型轉(zhuǎn)化可以使得模型的失真最小，幾乎保留了原模型的所有屬性，比如形狀、尺寸、點線面信息等。為此本文也是采用后者將天津機場鋼平臺的模型導(dǎo)入到ANSYS中。一般在安裝高版本的ANSYS過程中，比如ANSYS12.0均會提示選擇所在的PROE目錄，選擇PROE目錄后，在啟動PROE的界面后，就能在菜單欄看到ANSYS12.0的圖標(biāo)，點擊后，會自動啟動ANSYS，并打開ANYSYSWorkbench界面，在此環(huán)境下可以直接把PRO/E當(dāng)
8、前窗口的模型轉(zhuǎn)化到ANSYS中，具體詳見圖3所示。圖3PRO/E到
