Page 131 - 《橡塑技术与装备》2023年9期

产品与设计 许丰 等·基于 Ansys Workbench 的单层塔架抗震受力仿真

基于 Ansys Workbench 的单层塔架

抗震受力仿真

许丰，杨煜新，林旭
( 广东金明精机股份有限公司，广东 汕头 515098)

摘要 ： 应用 Ansys Workbench 对重包吹膜机组的单层塔架进行抗震受力仿真模拟，找出其变形量与结构设计的关联性，从而
找出改进其刚度的方向。
关键词 ： 抗震 ；受力仿真 ； Ansys Workbench
中图分类号 ： TQ320.66 文章编号 ： 1009-797X(2023)09-0077-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.09.017

重包吹膜机组的塔架比较高，塔架刚度不足会容 1 建立几何模型
易晃动。针对此类问题，应用 Ansys Workbench 对不 塔架按照立柱、梁、柱脚、支撑斜杆这几个部分
同结构特点的单层塔架做单一变量对比分析，直观地 进行搭接，根据前期经验选用型材规格及尺寸，根据
得出薄弱环节的位置，找出改进刚度的方向。从结构、 不同单一变量依次修改立柱、梁、支撑斜杆型材大小
质量、成本方面去平衡，采用相对合适的方式，并有 与长度。根据前期经验，影响塔架刚度的无非是立柱
针对性的加以改善。利用管理软件进行分析和模拟设 的型材大小 / 厚度，支撑斜杆的型材大小 / 长度，通过
计，通过系统把控核心质量点，避免盲目的改动造成 Solidworks 创建出不同的几何模型，如图 1 所示。
不必要的浪费。
线性材料结构动力学分析经常应用于土木行业的
塔架、桥梁等的抗震计算，同时也在机械行业的振动
疲劳分析等有广泛应用。在 Ansys Workbench 中，做
建筑物地震分析一般采用瞬态动力学分析或响应谱分
析。瞬态动力学分析是时域分析 ；响应谱分析是频域
分析。
瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确
定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一 图 1 几种不同的塔架 solidworks 模型
种方法。可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、
其中（a）为改善前模型 ，（b）为立柱方管加大，
瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化
（c）为立柱方管加厚，（d）为支撑斜杆型材加大，（e）
的位移、应变、应力及力。载荷和时间的相关性使得
为支撑斜杆加长，（f）为立柱方管加大，横拉杆型材
惯性力和阻尼作用比较重要。瞬态动力学分析可采用
加大，加竖撑，（g）为立柱方管加大，横拉杆采用方管，
三种方法 ：完全法、模态叠加法以及缩减法。
加竖撑。
瞬态动力学分析具有广泛的应用。对承受各种随 单 层塔 架 主 要 尺寸 参 数 ：（a） 框架 槽 钢 200
时间变化的载荷的结构，如桥梁、建筑物等，都可以
mm×75 mm，立柱间距 4 200 mm×4 200 mm，层
用瞬态动力学分析来对它们的动力响应过程中的刚度、
强度进行计算模拟。本文应用了 Ansys Workbench 的 作者简介 ：许丰（1993-），男，机械助理工程师，从事机
械设计开发和管理工作。
瞬态动力学分析来进行分析。
收稿日期 ：2023-07-20

2023 第 49 卷 ·77·
年