文档介绍：2
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第 39 卷第 1 期船海工程 Vol. 39 No. 1
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2010 年 2 月 SHIP & OCEAN EN GIN EERIN G Feb. 2010
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DOI :10. 3963/ j. issn. 1671 7953. 2010. 01. 041
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港口连续卸船机结构有限元分析中的
2 模型旋转技术研究
吴成才1 ,李锋2 , 冷文浩2 ,金建海1 ,2 , 周炜2
(1. 江南大学信息工程学院, 无锡 214122 ; 2. 中国船舶科学研究中心, 无锡 214082)
摘要:针对某系列港口连续卸船机,结合 MSC. Patran 前后处理器和 MSC. Acumen 平台实现了该系列
卸船机有限元分析的前处理,并将模型旋转方法应用于卸船机有限元分析中,借助该方法从基本模型旋转产
生各种工况需要的计算模型,设定载荷和工况后进行批处理分析,避免了手工分析大量重复的前处理工作。
关键词:卸船机,有限元分析,旋转,二次开发,MSC. Acumen 平台
中图分类号:U693 ; T H213. 4 文献标志码:B 文章编号:1671 7953 (2010) 01 0136 04
有限元分析是现代起重机分析最常用的校核得单元的应力和应变。
验算方法[1 ] ,该方法的广泛应用大幅缩短了起重 1. 2 模型旋转理论
机的设计周期。港口连续卸船机作为特殊的起重三维空间中任意一点 P( x , y , z) 绕任意一条
运输装置,在工作过程中某些部件会沿水平或垂直线 l 旋转某个角度θ得到旋转后的 P 点, 坐标
直方向旋转,强度分析中载荷多、工况多。因此, 计算公式如下:
各种工况下的模型全部手工调整则会耗费大量的 x′ x
时间在重复建模和载荷加载上无法发挥通用有′
, y - 1 - 1 - 1 y
T Rx R y R z R y R x T (2)
限元计算的优势。为此,针对某系列港口连续卸 z′ z
船机,结合 MSC. Patran 前后处理器和 MSC. A 1 1
cumen 平台,开发专用的智能化的有限元分析专式中: T ———使直线 l 穿过原点的坐标转换矩阵;
家系统。 Rx ———坐标系绕 x 轴旋转使直线 l 处在 x z
平面的矩阵;
1 理论方法及设计思路
Ry ———坐标系绕 y 轴旋转使直线 l 与 z 轴
1. 1 起重机的有限元分析重合的矩阵;
对于起重机的结构强度和刚度计算,采用静 Rz ———P 点绕 z 轴旋转θ角的矩阵。
[2 ]
力计算方法,即求解矩阵方程: 如图 1 所示, P1 、P2 为直线 l 上任意两点, P
Ku = F (1) 为直线 l 外一点。
式中: K———结构的总刚度矩阵;
u ———结点位移向量;
F ———结点外力向量。
由式(1) 可求得结点位移,由结点位移即可求
收稿日期:2009 02 20
图 1 旋转示意图
修回日期:2009 08 23
资助项目“: 十一五”国家科技支撑计划制造业信息 1. 3 实现步骤
化工程重大项目(2006BAF01A43) 。步骤 1 :坐