动臂式塔机结构参数化计算分析平台luspap的构建及实现

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1、第42卷2011年5月工程机械InformationandIntelligentization信息化与动臂式塔机结构参数化计算分析平台智能LUSPAP的构建及实现*化王雪，张宏生，陆念力（哈尔滨工业大学机电工程学院）"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!摘要：针对工程中常用的各类格构型动臂式塔机结构的力学建模及计算分析，开发出基于成熟有!!!限元软件并融合国内外起重机设计标准的，交互式参数化动臂式起重机结构计算分析平台LUSPAP系!!统。该系统主要由建模前处理、有限元计算

2、、后处理输出等3大部分组成。前处理通过VisualBasic和!!VisualFortran进行几何图形库与材料数据准备，有限元计算应用SAP84软件完成，后处理部分则根据国!!!内外设计规范和相关标准对有限元计算结果进行进一步的强度、刚度和稳定性的评判。窗口式的操作、友!!!好的人机交互模式、直观的视觉图形显示、便捷的参数化输入，全面丰富的分析结果输出，使设计计算者!!无需精通有限元建模知识和程序就可高效准确地进行动臂式塔机结构的计算分析"!!。!!!!!!!!!!!!!"关键词：动臂式塔机；VB；Fortran

3、；SAP84；LUSPAP在采用成熟的有限元结构分析软件对起重机行速度快。根据国内外常见动臂式塔机的结构形结构进行有限元分析时，需要对塔机的诸多工况进式，选取了塔身基础节、标准节、附着节基本形式各行计算，工作量非常大；而且在工程实践中，会使用20种，吊臂标准节12种以及人字架和平衡臂形式有限元软件的用户只占少数，这对起重机的分析计若干种作为本系统的基本组合模块。由这些模块可算有很大的限制。以实现现有常见各种吨位的动臂式塔式起重机的LUSPAP系统是基于成熟有限元软件并融合国有限元建模，即使不熟悉有限元的用户，按照软

4、件内外起重机设计标准，针对工程中常用的各类格构提示通过对塔机的一些基本参数的输入，也可以在型动臂式塔机结构的力学建模及计算分析而开发几分钟之内建立整机结构、塔身结构、吊臂结构及的交互式参数化动臂式起重机结构计算分析平台，人字架等上部结构的有限元模型。通过系统的前处使用LUSPAP系统可以使更多不熟悉有限元知识的理功能生成SAP84数据文件，以供SAP84进行有限非专业人员，在很短的时间内实现动臂起重机的建元计算。由SAP84得出结构内力、位移等结果后，系模及分析计算，降低有限元分析的工作强度，极大统后处理程序会进一

5、步根据所选定的起重机设计地提高工作效率。标准，对结构进行强度、稳定性等方面的验算，给出最终分析计算结论。根据需要，系统还可对起重机1LUSPAP系统简介进行动态分析，给出振频、振型等结果。1.1系统功能介绍1.2系统特点LUSPAP系统界面由VisualBasic编制，简洁美1）界面友好，易于使用，参数录入方便，说明详观。有限元结构计算分析的内核采用我国工程界应细，并附有图示；用广泛的SAP84软件，并结合了起重机专业所需的2）可生成臂架任意幅度，塔身结构旋转到0°数据，前后处理部分由高级语言Fortran90编制

6、，运和±45°等几种典型位置时的模型；*基金项目：国家科技支撑计划项目（2006BAJ12B03-2）作者简介：王雪（1987—），女，安徽阜阳人，在读硕士。—3—InformationandIntelligentization工程机械第42卷2011年5月信3）建立结构模型的同时，实现自动加载；息4）在用户不输入参数的情况下，给出一种默认化与尺寸参数的塔机。若用户不满意，还可以自己录入智数据；能5）容错功能强大，每一个步骤不经过正确的操化作就无法进入下一个界面；6）有数据保存功能，缩短再次建模的时间，也方便输入参

7、数的检查及核对；7）计算标准可选择。本系统所默认的标准是国家起重机设计规范GB/T3811—1983。根据需要，用户还可选择国际标准ISO和欧洲标准等。1.3系统核心内容与关键技术通过有限元软件Ansys或SAP84等只能针对个别具体的结构单独建模计算分析，输出的结果通图1参数化建模分析流程图常包括变形、内力、合成应力等。本分析平台利用了文件将作为VisualBasic编译器与VisualFortran编成熟的商用有限元软件所具有的计算功能强大的译器的接口，为下一过程做好铺垫。参数化文本生特点，有针对性地在前后处理

8、上下功夫，自行开发成模块流程图如图2所示，本系统默认塔机样式如的前处理程序中包含常用塔机结构的各类几何图图3所示，自定义建模界面如图4所示。形库，可供点击选择、有机组合，免除逐单元输入的繁复操作。在后处理中可选择我国起重机设计规范、国际标准化组织ISO相关规范、国家钢结构规范标准等对有限元计算结果进行分析验算，特别加入了有限元程序中体现不出来的梁杆单元，拉压