基于VB的电除尘器灰斗参数化分析的用户界面设计.DOCVIP

基于ANSYS的斗仓类设备参数化设计方法研究 吴乐平，王学文，杨兆建 太原理工大学 机械工程学院，山西太原 (030024) E-mail: wulp_2005@ 摘要：本文介绍了一种利用Visual Basic集成开发环境编写ANSYS软件结构分析的前、后处理程序的实现方法，以电除尘器灰斗为实例，阐述了应用程序开发的基本步骤。这种分析方法为非专业人员进行有限元计算提供了极大的方便，也为其他行业的参数化结构计算的实现提供了有力借鉴。 关键词：Visual Basic；电除尘器灰斗；ANSYS；参数化设计 中文分类号： 文件标识码： 文章编号： 1 引言 以往电厂电除尘器的有限元计算，包括模型的建立、材料属性的定义、载荷的施加以及最后计算结果的显示，亦即有限元的前、后处理工作占用结构分析中的绝大部分时间。而这些大量的重复性繁琐工作往往需要手工的输入和计算，而且要对工程力学和有限元理论有较高的理解。 而在电除尘器灰斗的有限元模型中，其典型结构由钢板、H钢、槽钢、角钢及钢管组成，其组成结构、几何形状、载荷组合、受力位置和方向、约束条件都比较固定，在模型中只是材料属性、载荷大小及截面尺寸有所变化[1,2]。如能将结构分析中的前、后处理进行参数化，将求解部分交给专业的结构分析软件ANSYS进行处理，这不仅节省了从事结构计算人员的大量时间，也可以使不了解有限元的非专业人员通过输入初始参数，比如材料属性、载荷大小及截面尺寸等，就可以输出计算说明书，指导设计的开展。通过实例计算，证明技术是可行的，这也为今后解决此类问题提供了一种切实可行的方法。 2 实现方法 2．1 基本原理 有限元分析软件ANSYS功能完善、技术成熟、通用性好，它是顺应有限元软件的发展要求而产生的新一代融结构、热、电磁、声学、流体于一体的大型通用有限元分析软件，具有强大的求解器和前、后处理功能，为解决复杂、庞大的工程项目提供了一个强有力的工具，可广泛用于各行业、各学科领域与工程问题的有限元分析。然而，正是由于ANSYS 的通用性特点，使其对不同行业的专业性模块的分析不具有针对性，复杂的英文界面和繁琐的分析步骤都给从事有限元分析的技术人员造成了很大的障碍。 Visual Basic是在BASIC语言基础上发展起来的，它提供的可视化设计平台把Windows界面设计的复杂性“封装”起来，开发人员不必为界面的设计而编写大量的程序代码，只需按照设计的要求，用系统提供的工具在屏幕上画出各种对象即可。Visual Basic采用面向对象的设计方法，从应用领域内的问题着手，以直观自然的方式描述客观世界的实体。VB以其快捷方便受到很多程序设计者的青睐，因此得到了越来越广泛的应用。把VB与ANSYS结合起来开发，可以有效地提高开发设计的效率和质量，充分体现专业化、用户化、便捷化的特点。 ANSYS在运行过程中会自动生成一段LOG记录文件，LOG文件在首次运行ANSYS时打开，退出程序时关闭，ANSYS运行中输入的每一个命令都会拷贝到LOG文件中，形成ANSYS运行命令的完整记录[3]。这些命令不仅在系统崩溃时可以用重新导入执行每一步骤，而且可以经过提取整理后形成ANSYS的APDL命令文件，利用APDL命令文件能够方便的实现参数化建模、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化载荷和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化后处理结果的显示，从而实现参数化有限元分析的全过程。可以通过简单地修改其中的参数达到反复分析各种尺寸、不同载荷大小的多种设计方案或者序列性产品，从而极大地提高了分析效率减少分析成本。 APDL语言虽然功能强大,但完全采用APDL编写的应用程序仍存在以下不足:(1)利用APDL语言较难控制程序的进程，虽然它提供了循环语句和条件判断语句但总的来说还是难以用来编写结构清晰的程序;(2)利用APDL的宏技术虽然能够进行简单的界面设计,但其功能不够强大,交互性不够流畅[4]。 为此，利用Visual Basic对ANSYS进行封装,即用Visual Basic对ANSYS进行二次开发。用户只需选择相应参数,系统就能自动调用ANSYS计算程序,进行网格划分、加载以及求解。借助Visual Basic前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,用户只需在前台界面的引导下输入必需的尺寸、材料性能和载荷参数,即可调用后台的ANSYS命令进行计算,分析计算后把计算结果返回给用户,然后进行相应的后处理。系统具有较强的处理实际问题能力,即使从未认真学习过ANSYS软件的工程设计人员也能很好地进行有限元分析。 ANSYS为用户提供了batch功能，利用这一功能可以实现JOBNAME