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2013-08-12 by:廣州ANSYS Workbench軟件培訓中心 來源:有限元分析培訓中心
ANSYS電除塵器鋼支架專用軟件
0 前言
電除塵器是火電廠、水泥廠、鋼鐵廠等用于吸收粉塵的大刑環保設備。隨著國家對環保的重視,電除塵器的需求將越來越多,而隨著電除塵本體設計量的增多,設計問題也暴露出來。設計人員水平參差不齊,設計中沒有一個統一的設計規范,因此有必要開發一個軟件,輔助設計人員的設計。而ANSYS正是解決該問題的理想工具。
1 電除塵器鋼支架結構
鋼支架作為整個電除塵器的“雙腿”,起著支撐整個電除塵器的作用。圖1是電除塵器的結構示意圖。立柱、橫梁、縱梁一般由H鋼構成,橫向內撐和縱向內撐則由H鋼或圓鋼構成,它們之間的節點均采用剛接,材料選用Q235.整個電除塵器的本體通過殼體的寬立柱立在電除塵器鋼支架立柱上。由于與軸向力和彎矩相比,剪切力對鋼支架的作用很小,因此忽略剪切力的作用,ANSYS中的beam4單元能很好地模擬電除塵鋼架的結構。
2 ANSYS_次開發概述
標準ANSYS程序是一個功能強大、通用性好的有限元分析程序,同時它還具有良好的開放性,用戶可以根據自身的需要在標準ANSYS版本上進行功能擴充和系統集成,生成具有行業分析特點和符合用戶需要的用戶版本的ANSYS程序。
2.1用戶界面設計語言(UIDL)
UIDL的全名是User lnterfaee Design Language,是編寫或改造ANSYS圖形界面的專用設計語言,GUI方面幾乎全部的二次開發功能都將由它完成,主要完成3種圖形界面的設計:(1)主菜單系統及菜單項;(2)對話框和拾取對話框;(3)幫助系統。通過用戶界面設計語言(UIDL),用戶可以在擴充ANSYS功能的同時建立起對應的圖形驅動界面,如在主菜單的某位置增加菜單項,設計對應的對話框、拾取對話框,實現參數的輸入和其他程序運行的控制,同時提供相應的聯機幫助,使操作者能方便地獲取系統幫助。
2.2參數化程序設計語言(APDL)
APDL的全稱是ANSYS Parametrie Design Language,該程序設計語占與其他編程語言一樣,具有參數、數組表達式、函數、流程控制(循環與分支)、重復執行命令、縮寫、宏以及用戶程序等。標準的ANSYS程序運行是由1000多條命令驅動的,這些命令可以寫進程序設計語占編寫的程序,命令的參數可以賦確定值,也可以通過表達式的結果或參數的方式進行賦值。用戶可以利用程序設計語言將ANSYS命令組織起來,編寫出參數化的用戶程序,從而實現有限元分析的全過程,即建立參數化的CAD模型、參數化的網格劃分與控制、參數化的材料定義、參數化的載荷和邊界條件定義、參數化的分析控制和求解以及參數化的后處理。宏是具有某種特殊功能的命令組合,實質上是參數化的用戶小程序,可以當作ANSYS的命令處理,可以有輸入參數或沒有輸入參數。
3 專用軟件結構及說明
該軟件采用模塊化設計,整個程序由11個宏文件組成,用戶通過作者利用UIDL編寫的11個用戶界面對話框輸入參數并調用這11個宏文件。是該程序的數據流程圖,數據流程圖中的一個框代表了一個宏文件。
下面通過橫向內撐和縱向內撐材料模塊的源程序來具體說明程序的結構。該模塊的功能是實現橫向內撐和縱向內撐材料的輸入,用戶首先點擊圖3的ANSYS Main Menu界面的Support Material按鈕,會出現對話框,然后輸入所需材料的類型程序會在宏文件中自動選擇這一材料的具體參數。
4 應用實例
以下是利用該軟件分析電除塵器鋼支架實際工程例子。該除塵器是志品(福州)技術工程有限公司為臺玻浮法玻璃尾氣處理項目設計的,鋼支架的設計參數見表l。
用戶通過用戶界面對話框依次輸入表中參數,就能得到分析結果。即鋼支架所受最大拉壓應力的應力云圖,由應力云圖可以看出,鋼支架的最大拉應力為142.693 MPa,最大壓應力為177.7 MPa,均小于Q235的屈服極限235 MPa,因此鋼支架符合強度要求。
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