摘要：針對某款動臂塔機內爬外掛結構形式分別采用creo和ANSYS兩種軟件建模加載進行分析，通過結果分析研究，得出兩種軟件對該類型結構分析的差異，從而指導設計分析人員更高效更精準的進行結構設計。

　　關鍵詞：動臂塔機;內爬外掛;結構分析;技術研究

　　1.說明

　　Creo Parametric是PTC新推出的3D參數化建模系統，它是在Pro/ENGINEER的基礎上做了優化和新功能增加，Creo為Pro/ENGINEER5.0之后的新版本。

　　Creo Parametric在simulate環境下采用的是幾何單元分析(GEA)，幾何單元分析采用一種稱為“P-element”的單元，這種單元的邊界形函數為高次多項式，最高階數可以達到9次，因此使用P單元(P-element)可以很容易的使單元直接附著在復雜的幾何邊界上，因此可以精確地模擬模型幾何，而且只需要很少的單元就能模擬出復雜的邊界，大大減少了單元的數量。

　　ANSYS12.1經典環境下采用的是有限單元分析(FEA),通常都是低階單元，即通過增加單元數量來提高結果精度。

　　所以一般來說，在CREO中分析模型往往表現的“柔軟”一些，在位移結果上一般都會比ANSYS中的計算結果大些。

　　2.動臂塔機內爬外掛結構CREO分析

　　2.1. 在creo3.0m020 中的幾何模型

　　幾何模型如圖2-1 所示。

圖2-1 幾何模型

　　2.2. 在creo3.0m020 simulate環境下的模型說明

　　在simulate 環境下的模型如圖2-2 所示。

圖2-2 simulate 環境下的模型

　　為了能夠順利進行分析計算，我們對模型要做如下處理：

　　(1)定義材料;

　　(2)理想化：為了減少計算模型單元數量，將部分標準節用梁簡化;

　　(3)定義連接：載荷施加位置為回轉支座下中心點即塔身上中心點，做出載荷點(APNT0)，將該點與塔身主弦桿四點(APNT1、APNT2、APNT3、APNT4)做受力連接以傳遞載荷，梁簡化標準節和實體簡化標準節之間采用受力連接進行模擬，同樣在梁簡化標準節和實體簡化頂升節之間也采用受力連接。模型中有很多地方為銷軸連接，故在銷軸和耳板連接處做接觸處理，并且耳板和周圍相鄰的兩塊板之間也做接觸處理，外掛圍框和實體標準節之間采用接觸處理，同樣外掛圍框和頂升節之間也采用接觸處理。

　　(4)施加載荷和約束：在simulate環境下施加的自重載荷，即在選定坐標系下施加重力載荷。在simulate環境下施加的外部載荷，即在點APNT0 處施加FX、FY、FZ、MX、MY和MZ大小如表 2-1 所示。動臂塔機外掛在simulate環境下施加的約束，即墻體的側面和下面全約束。

表2-1 外部載荷施加表

　　2.3. 模型分析結果

　　位移結果如圖 2-3 所示，最大位移29.8mm。為了看清楚位移結果，此時的位移結果圖片的變形放大倍數是100。

　　應力結果(視圖顯示的閾值為0-50,單位：MPa)如圖 2-4 所示。主弦桿最大復合應力為51MPa。

圖2-3 位移結果圖

圖2-4 應力結果圖

　　3.動臂塔機內爬外掛結構ANSYS12.1 分析

　　3.1. 在ANSYS12.1 中的幾何模型

　　幾何模型如圖3-1 所示。

　　3.2. 在ANSYS12.1 中的計算說明

　　計算模型如圖3-2 所示。

圖3-1 幾何模型圖

圖3-2 計算模型

　　為了能夠順利進行分析計算，我們對模型要做如下處理：

　　(1)定義塔身和圍框之間的連接耦合處理;

　　(2)施加載荷和約束;

　　(3)其他類似cero處理。

　　3.3. 模型分析結果

　　位移結果如圖3-3所示，最大位移28mm。

　　為了看清楚位移結果，此時的位移結果圖片的放大倍數是100。

　　應力結果如圖3-4所示, (視圖顯示的閾值為0-50，單位：MPa)。最大復合應力45MPa。

圖3-3 位移結果圖

圖3-4 應力結果圖

　　4. CREO 和ANSYS 分析后的主要部位的結果對比

表4-1 模型分析對比結果表

　　5. 結論

　　1)ansys簡化模型的結果正確反應了結構的位移和主弦桿應力。

　　2)ansys簡化模型沒有體現底層支撐的局部結構，故底層支撐梁附近應力僅供參考。

　　3)設計人員在進行動臂塔機內爬外掛結構分析時可根據重點關注的結構部位和需要控制的精確程度以及自身對軟件的熟練程度合理選擇軟件。