基于ANSYS平臺轉向架焊接結構強度可視化研究.pdf

1、通用有限元軟件能提供全面的有限元計算結果，通常以二進制文件存儲，用戶可以使用兼容的有限元后處理器以可讀文件形式間接提取有限元結果，但可讀文件通常具有特定的文件頭，用戶進行二次開發(fā)編程時需針對不同形式可讀文件特殊處理，所以大規(guī)模有限元模型后處理通常耗費大量時間。研究有限元軟件二進制結果文件直接操作方法可以大幅度縮減后處理時間。
　　 焊接結構是機車車輛關鍵承載部件主要結構形式之一，隨著機車車輛向高速重載方向發(fā)展，其強度可靠性對機車

2、車輛行車安全起著決定性作用。輕量化焊接構架是轉向架的關鍵承載部件，主要采用箱型薄板焊接結構，研究焊接結構疲勞強度具有較大的工程意義和實用價值。
　　 本文基于ANSYS文件操作技術、離散數(shù)據(jù)處理技術、OpenGL可視化技術、數(shù)據(jù)庫訪問技術、混合編程技術、模塊化技術，在VisualC++和FORTRAN編程平臺開發(fā)機車車輛結構強度可視化系統(tǒng)。系統(tǒng)包括主要內(nèi)容如下:
　　 (1)基于ANSYS文件讀取方法，運用FORTRAN

3、程序按照ANSYS結果文件結構形式讀取有限元模型信息及結果。運用局部坐標系下單元節(jié)點應力計算整體坐標系下單元節(jié)點方向應力，根據(jù)彈性力學方法計算VonMises應力、主應力及主方向等應力結果;
　　 (2)基于混合編程技術，運用VisualC++中MFC類進行系統(tǒng)菜單、對話框及控件設計，建立系統(tǒng)登錄、參數(shù)輸入、路徑查找等交互界面;
　　 (3)基于數(shù)據(jù)庫技術，運用ADO訪問MicrosoftAccess數(shù)據(jù)庫方式對設計所需

4、要的材料參數(shù)、疲勞參數(shù)和焊縫參數(shù)進行數(shù)據(jù)管理，便于用戶對參數(shù)進行實時添加、修改和刪除;
　　 (4)基于OREB12/RP17方法將多軸應力轉化為單軸應力，計算結構最大應力、最小應力、平均應力和應力幅。根據(jù)ANSYS模型信息以及人機交互信息，運用FORTRAN編程實現(xiàn)不同材料、不同單元類型、不同焊縫等級自動分級計算，運用Haigh形式Goodman曲線對結構進行焊縫自動分級疲勞強度評定，計算結構安全系數(shù)、材料利用度;
　　

5、 (5)運用OpenGL編程技術和有限元模型信息對疲勞結果數(shù)據(jù)場進行可視化處理，生成結構有限元模型以及疲勞結果彩色云圖;
　　 (6)基于ANSYS文件寫入方法，將疲勞結果按正確形式寫入ANSYS結果文件，運用ANSYS后處理器得到疲勞結果彩色云圖。
　　 本文運用殼單元對轉向架構架進行靜強度以及焊縫自動分級疲勞強度評定，靜強度和疲勞強度滿足設計要求。系統(tǒng)充分利用ANSYS結果文件，通過混合編程實現(xiàn)結構強度計算結果可視