基于ANSYS的天机场钢平台形变及应力分析.doc

基于ANSYS的天津机场钢平台形变及应力分析
The Deformation and Stress Analysis of steelwork at Tianjin Airport Based on ANSYS
杨秀清1, 2 张翅飞1, 2 钱奕龙1, 2
(1. 民航局第二研究所,成都 610041)
(2. 民航成都物流技术有限公司,成都 610041)
摘要:目的:在载荷一定的情况下寻求行李处理系统钢平台的最优结构。方法:以天津机场行李处理系统的钢平台为例,利用PRO/E与ANSYS软件对5种不同的常用钢平台结构进行有限元分析,并对分析结果进行对照研究。结果:槽钢结构的应力应变均最大;工字钢结构的应力较小,但应变较大;方钢结构的应变较小,但应力较大;槽钢加斜拉结构的应力应变均最小。结论:采用槽钢加斜拉方式为5种钢平台结构的最佳选择,这种结构相比其它4种结构,不仅变形及受力均最小,结构的可靠性及稳定性更高,且重量轻、成本低、工艺好实现,上述分析研究为工程实际实施提供了一定的参考及数字依据。
关键词:PRO/E 与ANSYS集成;有限元分析;结构优化;变形及应力分析
0 引言
机场行李系统的钢平台是行李系统的重要支撑,其可靠性及稳定性将直接影响行李系统的性能,如果一旦发生坍塌等现象,其后果不堪设想,为此在确定设计方案及工程实施前,必须对其进行变形及应力分析,根据分析结果确定设计方案的可行性、可靠性及是否为最优方案。
本文首先根据钢平台的设计图纸并利用PRO/E软件建立了局部钢平台的简化3D模型,然后应用PRO/E与ANSYS的集成将PRO/E 3D模型无缝集成的导入到ANSYS中,在ANSYS下对钢平台进行有限元分析,并对其它4种结构方案进行了分析评估,最终确定一种最优的结构方案,其为工程实际实施提供一定的参考及数字依据。
1 软件介绍
本文涉及到的软件主要有PRO/E、ANSYS两个软件,其中PRO/E软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件,其以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的
三维造型软件领域中占有着重要地位,Pro/E作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置。
ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件,由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等, 是现代产品设计中的高级CAE工具之一。
2 分析过程
钢平台的变形及应力分析过程主要包括3D建模、模型导入、材料及约束载荷添加、计算分析等过程,具体过程如下。
3D建模
图1 天津局部钢平台简化截面图
天津机场局部钢平台其实为一个空间网络结构,包括吊装、横梁及下部的连接梁、吊杆等,结构相对比较复杂,其建模及分析均将耗费大量时间,为此将其进行简化,取其截面,并计算其受力,简化后的钢平台截面图如图1所示,该截面主要由一根横梁(10号槽钢),两根吊装构成,且有两个受力点,其受力点的位置及力的大小详见图