塔式起重機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)

2013-05-22 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線(xiàn)

鄭冬華殷晨波來(lái)源:萬(wàn)方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:塔式起重機(jī) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) VisualBasic 6.0
針對(duì)目前CAD技術(shù)在塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中的應(yīng)用現(xiàn)狀,開(kāi)發(fā)了基于Visual Basic6.0的塔式起重機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),給出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、主要功能、特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)能大大縮短設(shè)計(jì)周期 ,并自動(dòng)生成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和施工圖紙等。

目前,計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已逐步應(yīng)用于建筑機(jī)械領(lǐng)域。完善的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)不僅可以把設(shè)計(jì)人員從繁重的工作中解放出來(lái),而且縮短了開(kāi)發(fā)周期,提高了設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性。

1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示,系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)進(jìn)程如圖2所示?；A(chǔ)設(shè)計(jì)模塊可以通過(guò)圖形界面實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入和修改并進(jìn)一步完成材料的基礎(chǔ)計(jì)算,如組合截面的慣性矩等。在標(biāo)準(zhǔn)型材庫(kù)中,包含了各種型材的基本參數(shù),實(shí)現(xiàn)了材料手冊(cè)電子化,節(jié)省了設(shè)計(jì)人員查閱手冊(cè)的時(shí)間。由于在各種型號(hào)塔機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到相同的型材及組合,因此有很多計(jì)算過(guò)程其實(shí)是重復(fù)的,為了避免這種重復(fù)計(jì)算,系統(tǒng)能自動(dòng)把計(jì)算式和初次計(jì)算的結(jié)果保存到知識(shí)庫(kù)中,在以后如果遇到相同的計(jì)算,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)用保存在知識(shí)庫(kù)中的結(jié)果。

塔式起重機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)solidworks simulation分析圖片1

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖

塔式起重機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)solidworks simulation分析圖片2

圖2 設(shè)計(jì)進(jìn)程圖

金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊用來(lái)完成塔機(jī)最主要的兩個(gè)部分—鋼結(jié)構(gòu)和四個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括塔機(jī)總體結(jié)構(gòu)形式的選擇,如塔帽的形式,腹桿的布置形式,臂架吊點(diǎn)形式等。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要確定起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主要性能參數(shù)、規(guī)格和安裝位置。塔機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程必須符合塔機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范,因此計(jì)算中必備的資料、圖片、數(shù)表及專(zhuān)家的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等被集成在數(shù)據(jù)庫(kù)中,以備調(diào)用查閱。

連接件計(jì)算模塊主要是完成零件的設(shè)計(jì),包括銷(xiāo)軸設(shè)計(jì)、高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)、重要連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。這些零件都是標(biāo)準(zhǔn)件,它們的型號(hào)和參數(shù)被制成表格的形式保存在標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫(kù)里,需要時(shí)可以隨時(shí)查詢(xún)。

強(qiáng)度穩(wěn)定性校核模塊主要是對(duì)塔機(jī)在各種工況下進(jìn)行強(qiáng)度校核和穩(wěn)定性校核。強(qiáng)度校核采用的方法主要是許用應(yīng)力法。穩(wěn)定性分析包括塔身、起重臂、平衡臂、塔帽等各部分的穩(wěn)定性計(jì)算以及整機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算。這部分計(jì)算依據(jù)塔機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T13752-1992進(jìn)行。

在整個(gè)塔機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,文檔生成模塊會(huì)自動(dòng)同步地完成使用說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)及圖紙的生成。當(dāng)設(shè)計(jì)過(guò)程有改動(dòng)時(shí),文檔及圖紙也會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。

2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)建

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)一般需要包括分析計(jì)算程序、圖形處理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)3個(gè)部分。本系統(tǒng)的分析計(jì)算程序是以VisualBasic6 . 0作為編程語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)的,利用ActiveX技術(shù)引用AutoCAD應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)圖形處理系統(tǒng),實(shí)時(shí)生成設(shè)計(jì)圖紙,結(jié)合MicrosoftAccess實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的建立。

分析計(jì)算程序完成所有的設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程,包括基礎(chǔ)計(jì)算、連接件計(jì)算、金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及校核。數(shù)據(jù)庫(kù)中包含了塔機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中所需的各種數(shù)據(jù)圖表、常見(jiàn)型號(hào)塔機(jī)的基本參數(shù)以及重復(fù)計(jì)算率較大的一些計(jì)算過(guò)程的計(jì)算式和結(jié)果。圖形處理系統(tǒng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖紙的實(shí)時(shí)生成。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 知識(shí)庫(kù)

知識(shí)庫(kù)是用來(lái)保存計(jì)算的中間結(jié)果并可供以后的設(shè)計(jì)過(guò)程所調(diào)用的數(shù)據(jù)庫(kù)。由于在各種型號(hào)塔機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到很多相同的計(jì)算過(guò)程,比如相同型材組合的截面慣性矩計(jì)算等,為了避免重復(fù)計(jì)算,系統(tǒng)能自動(dòng)將初次計(jì)算結(jié)果保存在知識(shí)庫(kù)中,在以后的計(jì)算中如果遇到相同的計(jì)算就可以直接調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的結(jié)果。

這個(gè)過(guò)程是系統(tǒng)的一個(gè)自我學(xué)習(xí)自我擴(kuò)充的過(guò)程。當(dāng)系統(tǒng)第一次遇到某個(gè)函數(shù)時(shí),系統(tǒng)會(huì)按照正常的處理方式計(jì)算出函數(shù)值,然后把這個(gè)函數(shù)和函數(shù)值按照一一對(duì)應(yīng)的方式保存到知識(shí)庫(kù)中。當(dāng)系統(tǒng)再次遇到這個(gè)函數(shù)時(shí),就不需計(jì)算,而是直接調(diào)用這個(gè)結(jié)果。

2.2.2文檔生成技術(shù)

一般在塔機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程完成以后,就要開(kāi)始編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。人工編寫(xiě)繁瑣而費(fèi)時(shí),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)統(tǒng)一的模板,設(shè)計(jì)完成時(shí)說(shuō)明書(shū)也就自動(dòng)生成了,只需導(dǎo)出打印即可,方便快捷。說(shuō)明書(shū)是以Word文檔格式生成的,通過(guò)OLE技術(shù)調(diào)用Word對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn),程序?qū)崿F(xiàn)方法如下:
    Set wbword=CreateObject(“word.application”)
    wbword .Application .Visible=True
    wbword .Documents .open FzleName:=(App.Path&“\塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū),}OC}}}
    AppActivate wbword .Application .Caption
    ......

2.2.3 參數(shù)化繪圖技術(shù)

參數(shù)化繪圖技術(shù)只能用于物體的基本幾何拓?fù)潢P(guān)系固定,只改變尺寸大小的圖形的繪制。塔機(jī)圖正符合這個(gè)條件。下面以塔帽為例進(jìn)行說(shuō)明。塔帽有3種形式:正塔帽、前傾塔帽和后傾塔帽;主肢桿有3種材料可供選擇,鋼管、角鋼和槽鋼;斜腹桿和橫腹桿有2種材料,鋼管和角鋼。在程序中分別編寫(xiě)3種形式塔帽使用不同材料時(shí)的繪圖子程序,各繪圖命令和函數(shù)的參數(shù)通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算得出。當(dāng)塔帽設(shè)計(jì)完成時(shí),繪圖所需要的數(shù)據(jù)也同時(shí)計(jì)算出來(lái)了,并且賦給了繪圖程序中對(duì)應(yīng)的變量。如果用戶(hù)要求生成設(shè)計(jì)圖,只需進(jìn)行相對(duì)松鋪系數(shù)運(yùn)行了如下測(cè)定工作。

1)初始松鋪系數(shù) 根據(jù)規(guī)范推薦松鋪系數(shù)的范圍,取1.2暫作試驗(yàn)段的松鋪系數(shù)。

2)松鋪厚度的確定攤鋪時(shí),每隔約20m作為一個(gè)斷面段,每個(gè)斷面取三個(gè)點(diǎn)(這三個(gè)點(diǎn)的位置要固定),用鋼尺測(cè)出該點(diǎn)的松鋪厚度h。

3)壓實(shí)厚度的確定攤鋪后,在測(cè)點(diǎn)位置用水準(zhǔn)儀測(cè)出其高程為h1;壓實(shí)成型后,再在相同位置測(cè)出高程h2。則該點(diǎn)處的壓實(shí)厚度H=h1一h2。

4)松鋪系數(shù)計(jì)算

松鋪系數(shù)的最終確定,要結(jié)合試驗(yàn)段壓實(shí)度考慮。把大于壓實(shí)度要求,同時(shí)又不超壓段落的松鋪系數(shù)k“確定為k。經(jīng)測(cè)定計(jì)算,最終確定該路段的松鋪系數(shù)為1.20。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)國(guó)道105線(xiàn)山東德州北段養(yǎng)護(hù)大修工程LSPM的目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比、配合的驗(yàn)證、試驗(yàn)段的鋪筑、施工主要控制參數(shù)及松鋪系數(shù)的確定作了詳細(xì)的論述。由于國(guó)內(nèi)對(duì)I.SPM處在試驗(yàn)研究階段,這些數(shù)據(jù)及分析方法對(duì)今后的研究將起到積極的作用,特別是對(duì)魯北地區(qū)而言,為大面積推廣LSPM柔性基層提供了可供借鑒的數(shù)據(jù)和方法。

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