基于ANSYS的透明砂水槽静力学分析.pdf

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1、·信息技术·吴俊辉，等·基于ANSYS的透明砂水槽静力学分析基于ANSYS的透明砂水槽静力学分析吴俊辉。，倪福生。，杨建，顾磊(1．河海大学机电工程学院，江苏常州213022；2．河海大学疏浚技术教育部工程研究中心，江苏常州213022；3．南京长峰航天电子科技有限公司。江苏南京210000)摘要：运用ANSYS有限元分析软件，对透明砂水槽进行静力学分析。根据应力及变形计算结果，结合相关标准规范，设计了钢结构框架支撑的玻璃砂水槽。实际使用表明，砂水槽结构稳定．密封良好。关键词：透明砂水槽；ANSYS；应力；变形中图分类号：TH113文献标志码：A文章编号：1671—5276(2013

2、)03—0133—02StaticAnalysisofTransparentFlumeBasedOHANSYSWUJun．Hui，NIFu—sheng．YANCJian，GULe(1．FacultyofMechanical＆ElectricalEngineering，HohaiUniversity，Changzhou213022，China；2．EngineeringResearchCenterofDredgingTechnologyofMinistryofEducation，HohaiUniversity，Changzhou213022，China；3．NanjingChangfe

3、ngAerospaceElectronicTechnologyCo．，Ltd．，Nanjing210000，China)Abstract：UsingANSYSfiniteelementanalysissoftware，thispaperanalyzesthestaticsofatransparentflume．Thesteelstructuresuppodedtransparentflumeisdesignedaccordingtothecalculatedstressanddeformationandrelevantstandards．Thepracticaluseshowstha

4、ttheflumestructureisstableandwelsealed．Keywords：transparentflume；ANSYS；stress；deformation间采用焊接，钢结构与钢化玻璃之间采用玻璃胶粘接，并0引言用压板压紧。目前各个CAD／CAM软件彼此之间的模型通用性较疏浚业的蓬勃发展对疏浚设备的研发和疏浚技术的差，在导人过程中经常发生部分模型数据丢失的情况，进步提出了更高的要求。目前，国内外一般采用砂水槽来通过操作ANSYSGUID(图形用户界面)进行建模。钢化模拟河道，盛放疏浚土壤，用以研究不同的施工参数对疏玻璃在其承载范围之内，其应力应变关系符合弹性材料

5、的浚产量的影响J。这些砂水槽一般采用钢筋混凝土结线性曲线，因此所有材料均按弹性材料处理J。构，虽然成本低廉、搭建简单，但是其可视性差，不便于观钢结构和钢化玻璃厚度不大(相对于长宽方向)，且变形察绞刀周围泥砂运动情况。因此，河海大学疏浚实验室搭以翘曲为主，采用shell63单元进行建模共划分了93937个建透明砂砂水槽实验平台，用PIV记录泥砂粒子的运动节点，92534个单元。网格划分后的模型如图1所示。过程，既提高了精度，又便于实验观察。透明砂水槽承载时，受到水和泥砂的梯度载荷，且由于水和泥砂密度不同，该梯度载荷斜率也不同，这就给受力分析工作带来了不便。此外，玻璃与钢结构之间的力学模

6、型处理也是一个难点。在传统的设计计算中，由于难以采用合适的计算模型，计算其应力分布相对困难，为了安全起见，往往采用较保守的计算方法，使得结构尺寸过大，大幅增加了建造成本。随着有限元技术的发展，有限元数值分析方法在设计生产中得到了越来越多的应用，采用有限元分析方法，利用三维实体模型可以真实的模拟复杂区域的载荷及边界条件，并计算出最接近真实条件的应力变形分布情况]。图1透明砂水槽有限元模型1有限元模型的建立约束条件：钢结构框架底部都预埋在了钢筋混凝土中，钢结构框架的六个自由度被完全限制。钢化玻璃通过透明砂水槽总长9m，宽1．8m，高2．2m，主要由混凝玻璃胶与钢结构紧密贴合，并用压块压紧

7、，本文将此连接土结构、钢结构框架和钢化玻璃三个部分组成。钢结构之作者简介：吴俊辉(1989一)，男，河南信阳人，硕士研究生。研究方向：疏浚设备与技术。MachineBuilding8Automation，Jun2013，42(3)：133—134，138·133·