基于ANSYS搅拌容器的参数化建模.pdf

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1、技改与创新化工自动化及仪表，2010，37(7)：115～117ControlandlnstrumentsinChemicalIndustry基于ANSYS搅拌容器的参数化建模郑彬，唐克伦，牟宗魁(四川理工学院机械工程学院，四川自贡643000)摘要：搅拌容器是化工机械搅拌设备的关键部件之一，在对搅拌设备进行设计、开发过程中，对搅拌容器模型的建立十分重要。利用ANSYS自带的APDL命令流，实现了搅拌容器的参数化建模，简化了搅拌容器在ANSYS图形用户界面下的重复建模工作，提高了工作效率。关键词：参数化建模；ANSYS；APDL；搅拌容器中圈分类号：TF351文献标识码：B文章编号：100

2、0-3932(2010)07-0115-031引言目前，在ANSYS中进行搅拌容器有限元模型的建立，常用的方法是在ANSYS图形用户界面GUI(GarphicalUserInterface)下通过鼠标点击并结合键盘键人相关命令的值来建立有限元分析模型。该方法对单一搅拌容器的建立、有限元分析较为方便、快捷，但在搅拌器产品系列化设计过程中，针对不同用途类型和具体工作场合的搅拌容器，需重复建立各种类型的搅拌容器，工作量大且多数操作属于重复操作。基于以上缺点，本文提出以ANSYS提供的APDL命令进行参数化实体建模，并以搅拌容器实体建模为例，详细介绍了参数化建模的思想。实践表明，该方法建模速度快、

3、可避免重复建模操作，提高了工作效率。2APDL参数化语言概论APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)，即ANSYS参数化设计语言，是一种类似FORTRAN的解释性语言，提供一般程序语言的功能，如参数、宏、标量、向量及矩阵运算、分支、循环、重复以及访问AN—SYS有限元数据库等，另外还提供简单界面定制功能，实现参数交互输入、消息机制、界面驱动和运行应用程序等¨一’。3参数化设计思想参数化设计(ParametricDesign)一般是指设计对象的结构比较定型，可用一组参数来约定尺寸关系。参数的求解比较简单，与设计对象的尺寸有明显的对应关系，设计结果的修改受到尺寸的

4、驱动。生产中常用的系列化标准件就属于这一类型¨1。在ANSYS中实现参数化建模相对比较容易，因为ANSYS的APDL语言就是参数化建模的基础。通过利用APDL，用户可以开发专用有限元分析程序，或者编写经常重复使用的功能小程序，保存成宏文件，以供用户随时调用或创建成按钮(缩写)放在工具条上。针对具体实体模型进行参数化建模时，其一般陛过程如图1所示⋯。彳维元件模型‘零件特征模型●瑭定模型尺寸参数‘编制APDL命"令流图1参数化建模一般过程4搅拌容器参数化建模程序框架搅拌容器参数化建模程序可以实现平底(顶)搅拌容器、锥底(顶)搅拌容器和椭圆底(顶)搅拌容器的实体建模，以及搅拌容器挡板的建立。该程

5、序的总体框架如图2所示。输入搅拌容器各参数I搅拌容器直径D1，搅拌容器高度III，挡板数量N，挡板距容器壁距离E，捎板宽度B，挡板距容器底高度C●一选择搅罕器类型卜]平底(质)II锥底(顶)IJ椭圆底(顶L—叫选择窘毫类型卜-—_j●I长疗体挡板lI椭圆(圆)柱体挡板ll在ANSYS中进行建模图2搅拌容器参数化建模程序框架收稿日期：2010435-21(修改稿)基金项目：国家“十一五”科技支撑项目(2008BADCABl5)·116·化工自动化及仪表第37卷5参数化建模时对基本对象编号的控制在进行搅拌容器参数化建模时，系统会创建很多的点、线、面和体等基本对象，在ANSYS系统默认状态下，各

6、基本对象的编号均从1开始而进行加1操作。随着所创建的模型变得复杂时，其编号的控制也变得复杂。由于在后续布尔操作时，需指明基本对象的编号，因此在建模过程中，应对各基本对象进行编号控制，为后续布尔运算提供便利。本文通过利用“宰GET，Par，Entity，ENTNUM，heml，ITlNUM，I—tern2，IT2NUM”命令可获得当前指定对象的最大编号并返回给参数Par，再利用“NUMSTR，Label，VALUE”命令指定下一基本对象的编号，即可控制所建模型中各基本对象的编号。6应用实例6．1交互式参数输入界面设计为创建不同类型的搅拌容器实体模型，该程序实现了下列三种不同类型的搅拌容器参数

7、化建模：①平底(顶)搅拌容器。该类型搅拌容器需输入两个参数：搅拌容器直径D1，搅拌容器高度肌。②锥底(顶)搅拌容器。该类型搅拌容器除上述平底(顶)搅拌容器的两个基本参数外，还需要输入以下两个参数：锥台高度仍和锥底直径历。③椭圆底(顶)拌容器。该类型搅拌容器除上述平底(顶)搅拌容器的两个基本参数外，还须输入椭圆高度／／4。为配合不同的搅拌物料，该程序还设计了两种类型的挡板：①长方体挡板。该类型挡板需输入四个参数：挡板距搅拌