專利名稱：地鐵隔斷門門扇的有限元分析及優(yōu)化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地鐵隔斷門門扇的有限元分析及優(yōu)化方法。
(二)、背景技術(shù)隨著計算機的發(fā)展，在科研、設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用軟件也層出不窮。國
內(nèi)外的專業(yè)人士相繼開發(fā)了各種類型的應(yīng)用軟件，其中ANSYS是美國一家公司開發(fā)的功能
強大的有限元計算軟件，為實際工程中解決復(fù)雜的理論計算提供了非常有用的工具。近幾
十年來，各國相繼開發(fā)了許多通用的大型有限元程序，如ALG0R、 ANSYS、 ABACUS、 MARKHE和
NASTRAN等。 ANSYS與其它軟件一樣基于有限元理論，但其應(yīng)用更為廣泛，它具有強大的前處 理、求解和后處理功能，其內(nèi)容涵蓋結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)和爆破等各方面。目前廣泛 的應(yīng)用于航天、航空、汽車、船舶、鐵路、交通、電子、機械制造、地質(zhì)礦產(chǎn)、水利水電、石油化 工、煤炭核能、生物醫(yī)學(xué)、土木工程、家用產(chǎn)品以及科學(xué)研究等領(lǐng)域。與美國加州大學(xué)開發(fā) SAP系列有限元程序相比，ANSYA提供了更豐富的單元庫前置處理和后處理模塊具有更友 好的人機交換界面。ANSYS作為廣泛應(yīng)用的優(yōu)秀的有限元軟件，把有限元數(shù)值分析技術(shù)和 CAD、 CAE、 CAM等圖形處理有機的結(jié)合在一起，ANSYS除了發(fā)展多種與CAD直接轉(zhuǎn)換的接口 以外，同時使自己的輸出文件格式通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。ANSYS自帶的編程語言APDL，是一種參 數(shù)化描述語言，可方便地對結(jié)構(gòu)的單元類型，幾何拓?fù)?、材料屬性、邊界條件及求解類型等 信息進行參數(shù)化修改?？晒┯脩粢訟NSYS為平臺，進行二次開發(fā)，是強有力的計算工具，用 戶也可以在CAD中建模，然后通過ANSYS和CAD接口傳入模型進行計算，也可以在ANSYS以 用戶界面利用菜單建模，輸入初始數(shù)據(jù)，進行計算和查看計算結(jié)果。(三)、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種地鐵隔斷門門扇的有限 元分析及優(yōu)化。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下 —種地鐵隔斷門門扇的有限元分析及優(yōu)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，可考慮取其中一個梁格作為面板的有限元模型，其大小為 656. 7mmX635mm。面板的單元類型選用Shell Elastic 4node63四節(jié)點殼元，在實常數(shù) (Real constant)中分別輸入面板的厚度8mm、 lOmrn、 12mm、 14mm和15mm來對比分析結(jié)果， 在材料屬性定義中填加A3鋼彈性模量E = 2. 06X 105N/mm2和泊松比0. 3，然后通過Mesh Attribute將單元類型和材料屬性賦予面板的模型，并將面板劃分為15X15的網(wǎng)格；
(2)面板有限元模型的分析計算面板的四邊均與主橫梁和縱梁固接，那么在X、 Y、 Z方向的移動和移動自由度均被限制。面板上直接承受均布載荷Q = 0. 06MPa。
本發(fā)明的積極效果在于從ANSYS對各種不同厚度的面板分析結(jié)果表6. 1來看， 隨著面板厚度的增加，面板所受應(yīng)力和變形依次減小，當(dāng)面板厚度為8mm 15mm時其應(yīng)力 和應(yīng)變均符合設(shè)計要求，但隨著面板厚度的增加防淹門的重量將增加很多，并且其成本也 相應(yīng)的增加，所以在能夠滿足設(shè)計要求的前提下，面板的厚度選取盡可能小點。綜合以上考 慮，面板厚度取8mm是合適的。
具體實施方式
1. Ansys9. 0的分析步驟 Ansys9. 0具有強大的前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊，其中前處理模塊
包括設(shè)置單元類型、設(shè)置實常數(shù)、定義材料屬性、創(chuàng)建模型和劃分網(wǎng)格，分析計算模塊是創(chuàng)
建好的模型進行幾何約束、加載荷求解，然后用后處理模塊來顯示模型的應(yīng)力、變形等。以
下就根據(jù)有限元的分析步驟完成地鐵隔斷門門扇的變形和應(yīng)力分析。 2.門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，可考慮取其中一個梁格作為面板的有限元模型，其大 小為656. 7mmX635mm。面板的單元類型選用Shell Elastic 4node63四節(jié)點殼元，在實常 數(shù)(Real constant)中分別輸入面板的厚度8mm、 10mm、 12mm、 14mm和15mm來對比分析結(jié)果， 在材料屬性定義中填加A3鋼彈性模量E = 2. 06X 105N/mm2和泊松比0. 3，然后通過Mesh Attribute將單元類型和材料屬性賦予面板的模型，并將面板劃分為15X15的網(wǎng)格。
(2)面板有限元模型的分析計算 面板的四邊均與主橫梁和縱梁固接，那么在X、 Y、 Z方向的移動和移動自由度均被 限制。面板上直接承受均布載荷Q = 0. 06MPa。
權(quán)利要求
一種地鐵隔斷門門扇的有限元分析及優(yōu)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，可考慮取其中一個梁格作為面板的有限元模型，其大小為656.7mm×635mm。面板的單元類型選用Shell Elastic 4node63四節(jié)點殼元，在實常數(shù)(Real constant)中分別輸入面板的厚度8mm、10mm、12mm、14mm和15mm來對比分析結(jié)果，在材料屬性定義中填加A3鋼彈性模量E＝2.06×105N/mm2和泊松比0.3，然后通過Mesh Attribute將單元類型和材料屬性賦予面板的模型，并將面板劃分為15×15的網(wǎng)格；(2)面板有限元模型的分析計算面板的四邊均與主橫梁和縱梁固接，那么在X、Y、Z方向的移動和移動自由度均被限制。面板上直接承受均布載荷Q＝0.06MPa。
全文摘要
本發(fā)明是一種地鐵隔斷門門扇的有限元分析及優(yōu)化，在利用有限元軟件對門扇進行強度分析時，能否準(zhǔn)確的建立有限元計算模型，直接關(guān)系到分析的結(jié)果，并最終直接影響到設(shè)計的產(chǎn)品。如前面所述，面板焊接在梁架上，可以折算成工字鋼翼緣的一部分。在建立有限元分析模型時，關(guān)鍵問題在于面板參與工字鋼工作，折算成工字鋼翼緣的長度是多少。由于防護密閉門是一個新型的邊緣課題，國內(nèi)對這一領(lǐng)域研究的較少，沒有現(xiàn)成論述，我們借鑒國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)、水工閘門領(lǐng)域的相關(guān)研究，并通過對幾種不同有限元模型的分析結(jié)果進行比較，認(rèn)為在建模時，面板折算工字鋼翼緣長度B取2～3倍工字鋼翼緣長比較適中。
文檔編號G06F17/50GK101777089SQ20101010461
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者代麗華 申請人:代麗華