地铁隔断门门扇的有限元分析及优化制造技术

本发明专利技术是一种地铁隔断门门扇的有限元分析及优化，在利用有限元软件对门扇进行强度分析时，能否准确的建立有限元计算模型，直接关系到分析的结果，并最终直接影响到设计的产品。如前面所述，面板焊接在梁架上，可以折算成工字钢翼缘的一部分。在建立有限元分析模型时，关键问题在于面板参与工字钢工作，折算成工字钢翼缘的长度是多少。由于防护密闭门是一个新型的边缘课题，国内对这一领域研究的较少，没有现成论述，我们借鉴国内钢结构、水工闸门领域的相关研究，并通过对几种不同有限元模型的分析结果进行比较，认为在建模时，面板折算工字钢翼缘长度Ｂ取２～３倍工字钢翼缘长比较适中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地铁隔断门门扇的有限元分析及优化方法。(二)、
技术介绍
随着计算机的发展，在科研、设计领域的应用软件也层出不穷。国内外的专业人士相继开发了各种类型的应用软件，其中ANSYS是美国一家公司开发的功能强大的有限元计算软件，为实际工程中解决复杂的理论计算提供了非常有用的工具。近几十年来，各国相继开发了许多通用的大型有限元程序，如ALG0R、 ANSYS、 ABACUS、 MARKHE和NASTRAN等。 ANSYS与其它软件一样基于有限元理论，但其应用更为广泛，它具有强大的前处 理、求解和后处理功能，其内容涵盖结构、热、流体、电磁、声学和爆破等各方面。目前广泛 的应用于航天、航空、汽车、船舶、铁路、交通、电子、机械制造、地质矿产、水利水电、石油化 工、煤炭核能、生物医学、土木工程、家用产品以及科学研究等领域。与美国加州大学开发 SAP系列有限元程序相比，ANSYA提供了更丰富的单元库前置处理和后处理模块具有更友 好的人机交换界面。ANSYS作为广泛应用的优秀的有限元软件，把有限元数值分析技术和 CAD、 CAE、 CAM等图形处理有机的结合在一起，ANSYS除了发展多种与CAD直接转换的接口 以外，同时使自己的输出文件格式通用化和标准化。ANSYS自带的编程语言APDL，是一种参 数化描述语言，可方便地对结构的单元类型，几何拓扑、材料属性、边界条件及求解类型等 信息进行参数化修改。可供用户以ANSYS为平台，进行二次开发，是强有力的计算工具，用 户也可以在CAD中建模，然后通过ANSYS和CAD接口传入模型进行计算，也可以在ANSYS以 用户界面利用菜单建模，输入初始数据，进行计算和查看计算结果。(三)、
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种地铁隔断门门扇的有限 元分析及优化。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下 —种地铁隔断门门扇的有限元分析及优化，其特征在于(l)面板的有限元模 型由于面板被焊接在梁格上，可考虑取其中一个梁格作为面板的有限元模型，其大小为 656. 7mmX635mm。面板的单元类型选用Shell Elastic 4node63四节点壳元，在实常数 (Real constant)中分别输入面板的厚度8mm、 lOmrn、 12mm、 14mm和15mm来对比分析结果， 在材料属性定义中填加A3钢弹性模量E = 2. 06X 105N/mm2和泊松比0. 3，然后通过Mesh Attribute将单元类型和材料属性赋予面板的模型，并将面板划分为15X15的网格； (2)面板有限元模型的分析计算面板的四边均与主横梁和纵梁固接，那么在X、 Y、 Z方向的移动和移动自由度均被限制。面板上直接承受均布载荷Q = 0. 06MPa。 本专利技术的积极效果在于从ANSYS对各种不同厚度的面板分析结果表6. 1来看， 随着面板厚度的增加，面板所受应力和变形依次减小，当面板厚度为8mm 15mm时其应力 和应变均符合设计要求，但随着面板厚度的增加防淹门的重量将增加很多，并且其成本也 相应的增加，所以在能够满足设计要求的前提下，面板的厚度选取尽可能小点。综合以上考 虑，面板厚度取8mm是合适的。具体实施方式 1. Ansys9. 0的分析步骤 Ansys9. 0具有强大的前处理模块，分析计算模块和后处理模块，其中前处理模块包括设置单元类型、设置实常数、定义材料属性、创建模型和划分网格，分析计算模块是创建好的模型进行几何约束、加载荷求解，然后用后处理模块来显示模型的应力、变形等。以下就根据有限元的分析步骤完成地铁隔断门门扇的变形和应力分析。 2.门扇面板的有限元模型建立和求解 (1)面板的有限元模型 由于面板被焊接在梁格上，可考虑取其中一个梁格作为面板的有限元模型，其大 小为656. 7mmX635mm。面板的单元类型选用Shell Elastic 4node63四节点壳元，在实常 数(Real constant)中分别输入面板的厚度8mm、 10mm、 12mm、 14mm和15mm来对比分析结果， 在材料属性定义中填加A3钢弹性模量E = 2. 06X 105N/mm2和泊松比0. 3，然后通过Mesh Attribute将单元类型和材料属性赋予面板的模型，并将面板划分为15X15的网格。 (2)面板有限元模型的分析计算 面板的四边均与主横梁和纵梁固接，那么在X、 Y、 Z方向的移动和移动自由度均被 限制。面板上直接承受均布载荷Q = 0. 06MPa。权利要求一种地铁隔断门门扇的有限元分析及优化，其特征在于(1)面板的有限元模型由于面板被焊接在梁格上，可考虑取其中一个梁格作为面板的有限元模型，其大小为656.7mm×635mm。面板的单元类型选用Shell Elastic 4node63四节点壳元，在实常数(Real constant)中分别输入面板的厚度8mm、10mm、12mm、14mm和15mm来对比分析结果，在材料属性定义中填加A3钢弹性模量E＝2.06×105N/mm2和泊松比0.3，然后通过Mesh Attribute将单元类型和材料属性赋予面板的模型，并将面板划分为15×15的网格；(2)面板有限元模型的分析计算面板的四边均与主横梁和纵梁固接，那么在X、Y、Z方向的移动和移动自由度均被限制。面板上直接承受均布载荷Q＝0.06MPa。全文摘要本专利技术是一种地铁隔断门门扇的有限元分析及优化，在利用有限元软件对门扇进行强度分析时，能否准确的建立有限元计算模型，直接关系到分析的结果，并最终直接影响到设计的产品。如前面所述，面板焊接在梁架上，可以折算成工字钢翼缘的一部分。在建立有限元分析模型时，关键问题在于面板参与工字钢工作，折算成工字钢翼缘的长度是多少。由于防护密闭门是一个新型的边缘课题，国内对这一领域研究的较少，没有现成论述，我们借鉴国内钢结构、水工闸门领域的相关研究，并通过对几种不同有限元模型的分析结果进行比较，认为在建模时，面板折算工字钢翼缘长度B取2～3倍工字钢翼缘长比较适中。文档编号G06F17/50GK101777089SQ20101010461公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日专利技术者代丽华 申请人:代丽华本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地铁隔断门门扇的有限元分析及优化，其特征在于：（１）面板的有限元模型：由于面板被焊接在梁格上，可考虑取其中一个梁格作为面板的有限元模型，其大小为６５６．７ｍｍ×６３５ｍｍ。面板的单元类型选用ＳｈｅｌｌＥｌａｓｔｉｃ４ｎｏｄｅ６３四节点壳元，在实常数（Ｒｅａｌｃｏｎｓｔａｎｔ）中分别输入面板的厚度８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍ和１５ｍｍ来对比分析结果，在材料属性定义中填加Ａ３钢弹性模量Ｅ＝２．０６×１０５Ｎ／ｍｍ２和泊松比０．３，然后通过ＭｅｓｈＡｔｔｒｉｂｕｔｅ将单元类型和材料属性赋予面板的模型，并将面板划分为１５×１５的网格；（２）面板有限元模型的分析计算：面板的四边均与主横梁和纵梁固接，那么在Ｘ、Ｙ、Ｚ方向的移动和移动自由度均被限制。面板上直接承受均布载荷Ｑ＝０．０６ＭＰａ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：代丽华，
申请(专利权)人：代丽华，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]