[發(fā)明專利]一種塔式起重機(jī)附著撐桿內(nèi)力有限元分析方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210708449.8
• 申請(qǐng)日: 2022-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN116090277A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫齊超;金久富;朱輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中核華興達(dá)豐機(jī)械工程有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種塔式起重機(jī)附著撐桿內(nèi)力有限元分析方法，包括：S1.在HyperMesh軟件建立附著撐桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，加載材料、屬性及相關(guān)約束，對(duì)其計(jì)算分析，得到每根附著撐桿內(nèi)力響應(yīng)，輸出保存為fem文件；S2.將步驟S1中輸出的fem文件導(dǎo)入HyperStudy軟件，并定義附著反力F變量范圍，得到附著撐桿輸出響應(yīng)res文件；S3.打開Excel,將附著反力F在0°?359°以1°為步長(zhǎng)，填充的方式得到F的正弦和余弦，計(jì)算完成后刪除角度一列，另存為csv文件；S4.DOE矩陣采用自定義方式，將S3步驟中csv文件導(dǎo)入，附著反力F在0°?359°下，計(jì)算每根附著撐桿的內(nèi)力響應(yīng)，統(tǒng)計(jì)出各附著撐桿最大內(nèi)力，進(jìn)而算出基座反力；綜上，利用軟件仿真替代人工計(jì)算，縮短周期、降低成本、提高工作效率，且得到最優(yōu)解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及塔式起重機(jī)附著撐桿計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種塔式起重機(jī)附著撐桿內(nèi)力有限元分析方法。

背景技術(shù)

塔式起重機(jī)是一種重要的建筑機(jī)械設(shè)備，簡(jiǎn)稱“塔機(jī)”，廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，隨著市場(chǎng)需求，塔機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越多。受施工建筑的影響，結(jié)構(gòu)越高，塔機(jī)的安裝也就越高。當(dāng)塔機(jī)超過(guò)獨(dú)立高度之后，若還需要升高，就必須進(jìn)行附著。目前塔機(jī)附著形式增多，一般分為三桿附著、四桿附著，四桿附著形式又各種各樣。這就對(duì)塔機(jī)附著撐桿計(jì)算帶來(lái)了難度，單單通過(guò)人工計(jì)算，往往通過(guò)多次計(jì)算，也無(wú)法得到附著撐桿最大值，且消耗大量時(shí)間。由于塔機(jī)自由旋轉(zhuǎn)，附著反力方向不固定，只有將0°-359°所有情況考慮在內(nèi)，才能得到每根撐桿最大值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是鑒于以上背景技術(shù)所提到的問(wèn)題，為此提供一種塔式起重機(jī)附著撐桿內(nèi)力有限元分析方法，來(lái)解決塔機(jī)附著撐桿計(jì)算問(wèn)題。既能高效快捷，又能精確求得最優(yōu)解。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：一種塔式起重機(jī)附著撐桿內(nèi)力有限元分析方法，包括如下步驟：

S1.在HyperMesh軟件建立附著撐桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，加載材料、屬性及相關(guān)的約束條件，對(duì)其計(jì)算分析，得到每根附著撐桿內(nèi)力響應(yīng)，輸出保存為fem文件；

S2.將步驟S1中輸出的fem文件導(dǎo)入HyperStudy軟件，并定義附著反力F變量范圍，得到附著撐桿輸出響應(yīng)res文件；

S3.打開Excel,將附著反力F在0°-359°以1°為步長(zhǎng)，填充的方式得到F的正弦和余弦，計(jì)算完成后刪除角度一列，另存為csv?文件；

S4.DOE矩陣采用自定義方式，將S3步驟中csv文件導(dǎo)入，附著反力F在0°-359°下，計(jì)算每根附著撐桿的內(nèi)力響應(yīng)，數(shù)據(jù)處理后，統(tǒng)計(jì)出各附著撐桿最大內(nèi)力，進(jìn)而算出基座反力；

在本發(fā)明中，作為上述方案的優(yōu)選方案，塔機(jī)超出獨(dú)立高度后，需設(shè)置N≥1道附著N為整數(shù)，一般的，每道附著撐桿個(gè)數(shù)為3或者?4，本發(fā)明以4根附著撐桿為例進(jìn)行介紹；

在本發(fā)明中，作為上述方案的優(yōu)選方案，附著撐桿模型中，包括?1#附著撐桿、2#附著撐桿、3#附著撐桿、4#附著撐桿、附著框、附著框耳板、基座等；

在本發(fā)明中，作為上述方案的優(yōu)選方案，步驟S1中加載的約束條件包括基座固定點(diǎn)約束、塔機(jī)的附著反力F；

在本發(fā)明中，作為上述方案的優(yōu)選方案，步驟S2中設(shè)置附著反力F邊界條件、初始值。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①在本發(fā)明中，利用軟件仿真的方式替代人工計(jì)算方式，從而達(dá)到大大縮短計(jì)算周期、提高計(jì)算效率，降低人工成本的效果；同時(shí)還能精計(jì)算出在附著反力F內(nèi)力作用下，各附著撐桿的內(nèi)力響應(yīng)的最大內(nèi)力值，附著撐桿的最大內(nèi)力值才是我們最需要得到的數(shù)據(jù)。

②針對(duì)上述軟件仿真，利用HyperMesh和HyperStudy聯(lián)合仿真，由此保證不需要具體三維模型，也能通過(guò)建立結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，有效實(shí)現(xiàn)附著撐桿內(nèi)力情況，大大降低了仿真過(guò)程中對(duì)建模的要求，并降低了整體仿真流程中的難度。