基于UGNX的旋转吊厢式立体车库的有限元仿真设计学习教案

会计学1基于基于UG NX的旋转吊厢式立体车库的有限的旋转吊厢式立体车库的有限元仿真元仿真(fn zhn)设计设计第一页，共35页。统的停车方式已不可能解决停车难这一问题。第1页/共34页第二页，共35页。日益(ry)严峻的停车现状第2页/共34页第三页，共35页。第3页/共34页第四页，共35页。第4页/共34页第五页，共35页。升降横移类巷道堆垛类第5页/共34页第六页，共35页。第6页/共34页第七页，共35页。以上立体车库实物显示了现有立体车库共同存在的一个特点：钢结构建筑式钢结构建筑式这便显示出了一个问题（也可以说是不足）：可移动性较差可移动性较差即一次建成很难自由移动，或移动成本较高，工程量较大。第7页/共34页第八页，共35页。第8页/共34页第九页，共35页。成型结构示意图第9页/共34页第十页，共35页。第10页/共34页第十一页，共35页。建筑布局示意图建筑布局示意图第11页/共34页第十二页，共35页。连接传动方案连接传动方案左图所示吊厢与主体支撑架的连接方案，做到车库在旋转时吊厢底板始终保持水平，保证车辆安全该方案的设计方法为中心链轮固定（即绝对静止），其余链轮与吊厢轴连接为一体（即可以随带动吊厢轴旋转）。当车库旋转时，在中心链轮的约束作用下，吊厢上任意一个矢量在竖直平面内方向不变，即吊厢底板始终保持水平。第12页/共34页第十三页，共35页。回转中心支撑结构：回转中心支撑结构： 旋转中心是支撑起整个立体车库的支撑点，共2个，分别在前支撑架和后支撑架的中心处，两点共同支撑起整个车库，并完成车库的旋转，因此这两处的支撑结构非常重要。 经估算，该立体车库最大尺寸直径约为12m，若采用心轴支撑，按照弯扭组合应力分析方法估算，心轴直径至少为500mm，长约6m，无论从加工及制造工艺，还是从轴承选配与支撑方面，都是比较难实现的，而且安全性也很难保证，因此必须探索更先进的支撑方式。旋转中心第13页/共34页第十四页，共35页。回转中心支撑结构：回转中心支撑结构： 分析现有装备，我们发现，建筑机械和工程机械中的各种起重机、军事机械中的坦克等均采用回转支承回转支承的支撑结构，结合回转支承的特点以及本旋转吊厢式立体车库的结构要求和运动要求，考虑在回转中心采用回转支承。回转支撑经分析，本课题所设计的立体车库的回转系统需竖直放置，主要承受较大径向载荷，并要求有较高抗侧风和抗震能力，结合工程实际，本设计采用单排四点接触球式回转支承轴承，其工作类型选择中型，即 取1.151.30，具体型号需根据具体工程实际进一步计算选型。第14页/共34页第十五页，共35页。两侧支撑架结构：两侧支撑架结构：对于本项设计来讲，主体支撑架的结构是设计的重点对于本项设计来讲，主体支撑架的结构是设计的重点，因为我们要在保证旋转支撑结构的稳定性和可靠性的同时，实现正面进出车正面进出车的功能。这里需解释一下正面进出车正面进出车的优点，对于立体车库来讲，存、取车方便快捷是一个很重要的指标，如图所示，能做的红圈所示的四个车位（或三个车位）同时进出车，便能满足此立体车库的进出车效率要求。第15页/共34页第十六页，共35页。存在的问题：存在的问题：如图右所示支撑架结构，这是一种最稳定的桁架结构，若前后两侧支撑架（B架和F架）均采用这种结构，那无疑是一种经典且牢靠的结构。但是，由于该项设计是正面（F架）进出车，若F架也采用右图中支撑架的结构，由于支撑架杆件的阻碍作用，任何车辆都无法在地面上进出车，这显然存在一种矛盾矛盾。因此，需对前支撑架F的支撑杆件的分布及结构分布及结构进行多目标优化设计，在保证尽可能多的车辆能同时进出车库的前提下，实现结构的强度、重量、变形量、成本等综合参数的最优效果。注：这里所指的F架架是车辆正面进出的支撑架，是本项设计的关键结构，下面予以重点介绍。第16页/共34页第十七页，共35页。第17页/共34页第十八页，共35页。 根据前面的分析，前支撑架F架的结构具有支撑吊厢、进出车辆、旋转换位等多重功用，尤其是进出车辆功用，直接决定了F架结构的复杂性。 由于本旋转吊厢式立体车库是通过旋转来实现立体停车的功能的，因此，整体或局部结构的质量质量是一个非常重要的设计指标，直接或间接影响了整体结构强度、停放车辆安全、总体成本、使用能耗等诸多指标。例如，在保证强度的前提下，外缘质量越小，旋转能耗越小，变形也越小。 F架属于本立体车库的正面，从美观角度美观角度讲，F架结构更约规则对称，杆件布局越合理，外形美观度就越高，产品的销售就会越好。第18页/共34页第十九页，共35页。 根据前面所叙述的，F架不可以采用右图所示的桁架结构，需要细致分析其中存在的矛盾，有针对性地提出新的结构方案。F架的总体设计思路如下： 初选进出车位置，分析结构干涉情况，确定主支撑杆件； 利用结构间隙，构建剩余吊厢支撑杆件，完成F架骨架； 利用结构间隙，增设杆件、加强筋等加强元件，生产F架雏形； 对F架进行工况及受力分析，确定影响结构参数的关键工况。第19页/共34页第二十页，共35页。确定主支撑杆件确定结构间隙确定待支撑吊厢第20页/共34页第二十一页，共35页。第21页/共34页第二十二页，共35页。这种状态下可允许3辆车同时进出，虽然比原来选定的进出4辆车少了一辆，但是，鉴于结构稳固性和实际使用的综合考虑，这种方案已经实现了立体车库的功能。第22页/共34页第二十三页，共35页。中圈B进出车状态内、外圈进出车状态转过30 第23页/共34页第二十四页，共35页。利用结构间隙，增设杆件、加强筋等加强元件 图3-10 可布置范围可布置范围S1可布置范围S2图中阴影所示范围为加强元件可图中阴影所示范围为加强元件可布置范围布置范围第24页/共34页第二十五页，共35页。两个范围求交集交集便是整个F架的加强元件可布置范围，即在这个范围内布置任何元件都不会影响两种进出车状态下车辆的进出。至此，F架的结构设计的分析过程已完成。 图3-10 可布置范围加强元件可布置范围S示意图第25页/共34页第二十六页，共35页。 图3-10 可布置范围确定F架主要结构尺寸在UG NX 7.5中建立F架的三维主模型建立优化处理模型第26页/共34页第二十七页，共35页。 图3-10 可布置范围槽钢构件结构槽钢截面尺寸优化参数截面尺寸：宽度、高度、厚度等形状尺寸：楔形梁的楔形度等第27页/共34页第二十八页，共35页。 图3-10 可布置范围梁内加强元件梁间加强筋示意图第28页/共34页第二十九页，共35页。 图3-10 可布置范围F架有限元仿真模型F架网格划分结果示意图第29页/共34页第三十页，共35页。 图3-10 可布置范围模型变形位移云图（取1/6结构体）冯氏应力云图（取1/6结构体）第30页/共34页第三十一页，共35页。 图3-10 可布置范围最终优化模型示意最终装配示意图第31页/共34页第三十二页，共35页。 图3-10 可布置范围 本文根据现有立体车库方案，提出了一种新的旋转式立体车库的设计方案，并通过利用UG/NX三维建模和高级仿真相结合的设计手段，对新方案进行全面分析与优化，从理论和实践中得出了一种新型立体车库模型和一种具有一定综合性的有限元仿真设计方法，这两者均具有一定的推广应用价值。第32页/共34页第三十三页，共35页。 图3-10 可布置(bzh)范围谢谢各位评委！预祝本次答辩会圆满成功！预祝本次答辩会圆满成功！第33页/共34页第三十四页，共35页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第34页/共34页第三十五页，共35页。