摘 要：針對橋式起重機橋架結構的設計計算，采用參數化和命令流相結合的方法建立橋架結構模型，解決了模型修改困難的問(wèn)題，并對模型進(jìn)行有限元分析。對橋式起重機系列產(chǎn)品的結構設計具有較好的實(shí)際應用價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：參數化 有限元分析 橋式起重機

　　一、前言

　　目前，使用ANSYS軟件對零部件和簡(jiǎn)單結構進(jìn)行參數化設計及有限元分析已較為成熟，在設計計算領(lǐng)域已得到廣泛應用。使用APDL對處理零部件非常有效，而對于大型金屬結構，由于其結構的幾何復雜性及各部件連接關(guān)系的復雜性，必須通過(guò)個(gè)體建模進(jìn)行計算、分析，如有問(wèn)題，修改極其不便。因此對大型結構的參數化設計是當前亟待解決的問(wèn)題。本文以10t-19.5m橋式起重機橋架結構為研究對象，運用參數化與命令流相結合的方法建立橋架結構模型，并對模型進(jìn)行有限元分析，從而為橋式起重機橋架結構以及其它一些大型金屬結構的優(yōu)化設計提供了一種快速的建模方法，解決了模型修改困難的問(wèn)題。

　　二、ANSYS命令流文件的建立和APDL參數化語(yǔ)言

　　1.ANSYS命令流文件的建立

　　ANSYS命令流文件是一種在模型建立過(guò)程中自動(dòng)生成的。log文件，它記錄了模型建立過(guò)程中的每一步操作和命令，并將這些操作轉變成ANSYS命令流的形式進(jìn)行保存。

　　由于橋架等大型金屬結構的幾何結構和各部件連接關(guān)系非常復雜，ANSYS模型中包括成千上萬(wàn)的節點(diǎn)和單元，而且在每次建模操作過(guò)程中，面和關(guān)鍵點(diǎn)的序號也在不斷發(fā)生變化。因此，如果單純地使用APDL進(jìn)行程序設計，就要花費很多時(shí)間和精力，特別是對于一些不熟悉APDL和編程的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這基本上是一個(gè)無(wú)法完成的工作量。本文通過(guò)建立16t-10.5m的橋架結構模型，提取模型建立的ANSYS命令，通過(guò)對命令的修改和編輯建立進(jìn)行參數化設計的ANSYS命令流文件，從而實(shí)現對同一系列橋架結構模型的修改。

　　2.APDL參數化語(yǔ)言

　　APDL是指ANSYS參數化設計語(yǔ)言（ANSYS Parametric Design Language），用來(lái)自動(dòng)完成某些功能或建模的一種腳本語(yǔ)言[1].它是一種功能強大的描述性、解釋性語(yǔ)言，它可以實(shí)現模型的參數化，可以獲取ANSYS數據庫信息，可以進(jìn)行數學(xué)運算（包括矩陣和矢量運算），可以定義經(jīng)常使用的命令或宏的縮寫(xiě)。

　　APDL參數定義不必聲明類(lèi)型，參數存儲無(wú)論是整型還是實(shí)型，都采用雙精度存儲。若使用未聲明參數，將會(huì )被賦“極小值”（約為2×10-100）。

　�。�1）定義方法

　　由于A(yíng)PDL參數定義方法很多，這里只介紹其中比較簡(jiǎn)單的三種定義方法。

　�、� 采用*SET命令定義

　　例如*SET，LONG，10000

　　*SET，HIGH，1000

　�、� 采用賦值號“=”定義

　　例如LONG=10000

　　HIGH=1000

　�、� GUI菜單定義

　　定義途徑：Utility Menu＞Parameters＞Scalar Parameters

　�。�2）APDL參數的使用

　　APDL定義的參數主要是用于修改模型，其中包括模型的外輪廓尺寸（如長(cháng)，寬、高、各板件之間的間隔以及材料的厚度等）和模型建立過(guò)程中坐標的移動(dòng)距離。模型的修改也主要是這些參數數值的變化。當我們改變這些參數的數值后，將ANSYS命令導入ANSYS命令流窗口，就可以自動(dòng)生成修改后的模型。