移动龙门吊的ANSYS优化设计范文

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《机械杂志》2014年第六期

1建立有限元模型

1.1建立3D模型

采用UG软件对两种结构进行三维建模。在草图命令中画出线框，然后退出草图采用拉伸命令建造三维实体[9]，尺寸基本一样，形状有所区别。三维建模之后，优化前结构如图2所示，优化后结构如图3所示。

1.2网格划分对模型进行网格划分，使用的是sweep工能，首先对模型的每条线进行划分，然后对实体进行划分[11]，优化前后划分好网格后的模型分别如图4、图5所示。

2施加约束和载荷

2.1施加约束根据移动龙门吊结构工作时的实际情况，对相应的节点施加约束。将移动龙门吊的两个底面A3和A7进行位移约束[12]。优化前后施加约束后的模型如图6、图7所示。

2.2施加工作载荷由于移动龙门吊结构在正常工作的时候也就是吊东西的时候结构为最危险情况，此时移动龙门吊结构的自重全部由两侧立柱所承受，故移动龙门吊结构自重在计算中不考虑，工作载荷仅为风载荷，设定载荷为100N/m，加载在移动龙门吊结构的横梁中间所有节点上。优化前结构施加工作载荷如图8所示。优化前后施加载荷后的模型如图9、图10所示。

3求解、后处理和结果分析

3.1求解依次单击Solution-Solve-Currents[13]，单击ok按钮，求解结束后保存数据库。

3.2后处理。优化前后移动龙门吊结构的基本受力情况分布如图10、图11所示，最大变形在移动龙门吊的中部，最大应力也在中部。

3.3结果分析通过对比分析发现，移动龙门吊结构最大变形及最大应力分布在移动龙门吊的中间部分，在受同样大小的力时，优化后的结构明显比优化前的结构变形程度小，也就说明了，优化起到了效果。

4结论

经过本次对于包装设备中移动龙门吊的ansys分析，得出以下结论：（1）优化后的移动龙门吊结构在受同样大小的工作载荷时，结构变形程度明显优于优化前的结构。（2）用ANSYS分析结构优化效果是一种有效的方法，可以方便得到结构变形计应力的分布情况。（3）通过ANSYS对比分析，为进一步对结构的优化提供了依据，与传统的力学分析方法相比较，有限元方法更加有效。

作者：杨军涛姜庆岩单位：青岛科技大学机电工程学院