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隨著起重機(jī)向大噸位起重量和高起升高度發(fā)展，設(shè)計(jì)中，如何盡可能地減輕起重臂的重量，是一個(gè)非常值得思考的問(wèn)題，通常的做法都是增大起重臂截面的高厚比，同時(shí)將腹板壓形，以小腹板的高厚比，避免腹板的屈曲破壞。因而定量地、較精確地分析起重臂的局部穩(wěn)定性，顯得非常重要。
目前，這方面的研究已取得了一些成果。文獻(xiàn)利用有限元分析方法，并借助于ANSYS軟件，求得了起重臂的臨界屈曲應(yīng)力值。并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果值，表明其分析方法較為可靠。但是，在起重臂局部穩(wěn)定性計(jì)算中，分析過(guò)程較為復(fù)雜，這對(duì)一般的工程設(shè)計(jì)人員來(lái)講，應(yīng)用此方法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題可能較為困難，因此，有必要將此分析過(guò)程進(jìn)行二次開發(fā)，以方便一般的設(shè)計(jì)人員使用，從而獲得其分析結(jié)果。
考慮到ANSYS為國(guó)際知名的分析軟件，且在國(guó)內(nèi)企事業(yè)單位的普及率高，因而，其二次開發(fā)仍基于ANSYS環(huán)境。ANSYS軟件本身提供了參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言，即APDL（ANSYS Parametric Design Language），利用此語(yǔ)言就可以對(duì) ANSYS分析過(guò)程作二次開發(fā)。
APDL是一種可用來(lái)自動(dòng)完成參數(shù)化有限元分析全過(guò)程的腳本語(yǔ)言。它提供一般程序語(yǔ)言的功能，如：參數(shù)、宏、標(biāo)量、向量及矩陣運(yùn)算、分支、循環(huán)、重復(fù)以及訪問(wèn)ANSYS數(shù)據(jù)庫(kù)等，另外還提供簡(jiǎn)單界面定制功能，實(shí)現(xiàn)參數(shù)交互輸入、消息機(jī)制、界面驅(qū)動(dòng)和運(yùn)行應(yīng)用程序等。
起重臂局部穩(wěn)定性有限元分析過(guò)程為：參數(shù)化建模、加載、約束施加、預(yù)應(yīng)力的靜應(yīng)力分析、特征值屈曲分析以及優(yōu)化求解等。現(xiàn)將這些分析過(guò)程利用APDL編寫成一個(gè)個(gè)的宏文件，其中，在參數(shù)化建模時(shí)，由于需要給模型參數(shù)進(jìn)行賦值，則可利用APDL的界面語(yǔ)句定制參數(shù)賦值界面并建立適當(dāng)?shù)南C(jī)制。當(dāng)所有宏文件都編好后，便可利用縮寫功能在ANSYS工具條（Toolbar）上建立按鈕，以實(shí)現(xiàn)起重臂局部穩(wěn)定性分析流程的驅(qū)動(dòng)和調(diào)用。
以隨車起重機(jī)上的六邊形起重臂為例，介紹其局部穩(wěn)定性分析的二次開發(fā)過(guò)程。起重臂截面示意圖如圖所示。
通過(guò)圖中的 l、b、h 及t4個(gè)參數(shù)來(lái)表示六邊形起重臂截面形狀。起重臂局部穩(wěn)定性分析時(shí)，起重臂按板殼模型處理，取其中面尺寸建模，故截面參數(shù)為上述的前3個(gè)參數(shù)。另外，還需輸入板厚參數(shù)。這樣，建模時(shí)，僅需輸入4個(gè)參數(shù)值，運(yùn)用APDL的MULTIPRO命令構(gòu)造1個(gè)四參數(shù)提示對(duì)話框來(lái)實(shí)現(xiàn)。
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