CN106599503A - 一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法 - Google Patents

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姜荣升
刘勃
刘善亮
袁涛
王士刚
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Abstract

本发明提出了一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法，包括以下步骤：步骤(1)，通过三维软件建立钢结构大棚的三维模型，然后导入到有限元软件中；步骤(2)，在有限元软件中定义大棚的材料属性；步骤(3)，对大棚三维模型进行网格划分；步骤(4)，将分析项目复制四份，五份分析项目共享三维模型、材料属性和网格数据；步骤(5)，各分析项目按次序依次设置恒载、活载、风载、雪载和地震的载荷与边界条件；步骤(6)，各分析项目分别求解后添加设计助手；步骤(7)，在设计助手中批量添加工况组合和工况系数；步骤(8)，添加应力和变形结果；步骤(9)，查看结果。本发明能够有效节约分析时间，提升分析效率。

Description

一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法
技术领域
本发明涉及仿真分析领域，特别涉及一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法。
背景技术
冬暖联排钢结构大棚的设计必须符合《钢结构设计规范》，同时满足在恒载、活载、风载荷雪载及地震等条件下的使用工况，依据中国建筑科学与发布的PKPM钢结构技术条件，要求大棚必须满足在五种载荷、56种组合工况下的使用条件。
现阶段针对冬暖联排钢结构大棚进行的有限元分析，一般为一组工况组合一个分析项目，分析时间长、难度大、效率低。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法，能够直接、快速的分析多载荷组合工况下的应力及变形情况，解决了目前有限元软件分析钢结构大棚所面临的时间、难度和效率问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法，包括以下步骤：
步骤(1)，通过三维软件建立钢结构大棚的三维模型，然后导入到有限元软件中；
步骤(2)，在有限元软件中定义大棚的材料属性；
步骤(3)，对大棚三维模型进行网格划分；
步骤(4)，将分析项目复制四份，五份分析项目共享三维模型、材料属性和网格数据；
步骤(5)，各分析项目按次序依次设置恒载、活载、风载、雪载和地震的载荷与边界条件；
步骤(6)，各分析项目分别求解后添加设计助手；
步骤(7)，在设计助手中批量添加工况组合和工况系数；
步骤(8)，添加应力和变形结果；
步骤(9)，查看结果。
可选地，所述步骤(5)中，所述恒载项目考虑重力因素。
可选地，所述步骤(7)具体操作为：添加设计助手后，在求解设置中选择求解工况要添加的荷载组合，依据建筑规范，选择恒载、活载、风载、雪载和地震，并为其设定系数。
可选地，所述有限元软件为ANSYS WORKBENCH，ANSYS WORKBENCH软件中包括设计助手功能项。
本发明的有益效果是：
(1)采用有限元的方法运用软件对冬暖联排钢结构大棚进行仿真计算，可快速准确的计算出符合《钢结构设计规范》条件下，大棚受56荷载组合工况下的应力及变形情况分析；
(2)相比PKPM及其他有限元软件的分析方法，本发明能够有效节约分析时间，提升分析效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法包括以下步骤：
步骤(1)，通过三维软件(如Pro/e、CATIA、UG等)建立钢结构大棚的三维模型，然后导入到有限元软件中，例如ANSYS WORKBENCH；
步骤(2)，在有限元软件中定义大棚的材料属性；
步骤(3)，对大棚三维模型进行网格划分；
步骤(4)，将分析项目复制四份，五份分析项目共享三维模型、材料属性和网格数据；
步骤(5)，各分析项目按次序依次设置恒载、活载、风载、雪载和地震的载荷与边界条件，恒载项目考虑重力因素；
步骤(6)，各分析项目分别求解后添加设计助手；
步骤(7)，在设计助手中批量添加工况组合和工况系数，具体操作为：添加设计助手后，在求解设置中选择求解工况要添加的荷载组合(依据建筑规范，选择恒载、活载、风载、雪载和地震)，并为其设定系数，例如1.2恒载+1.4活载+0.84左风等，类似组合56种；
步骤(8)，添加应力和变形结果；
步骤(9)，查看结果。
本发明采用有限元的方法运用软件对冬暖联排钢结构大棚进行仿真计算，可快速准确的计算出符合《钢结构设计规范》条件下，大棚受56荷载组合工况下的应力及变形情况分析，相比PKPM及其他有限元软件的分析方法，本发明能够有效节约分析时间，提升分析效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)，通过三维软件建立钢结构大棚的三维模型，然后导入到有限元软件中；
步骤(2)，在有限元软件中定义大棚的材料属性；
步骤(3)，对大棚三维模型进行网格划分；
步骤(4)，将分析项目复制四份，五份分析项目共享三维模型、材料属性和网格数据；
步骤(5)，各分析项目按次序依次设置恒载、活载、风载、雪载和地震的载荷与边界条件；
步骤(6)，各分析项目分别求解后添加设计助手；
步骤(7)，在设计助手中批量添加工况组合和工况系数；
步骤(8)，添加应力和变形结果；
步骤(9)，查看结果。
2.如权利要求1所述的一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述恒载项目考虑重力因素。
3.如权利要求1所述的一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法，其特征在于，所述步骤(7)具体操作为：添加设计助手后，在求解设置中选择求解工况要添加的荷载组合，依据建筑规范，选择恒载、活载、风载、雪载和地震，并为其设定系数。
4.如权利要求1所述的一种基于有限元分析的冬暖联排钢结构大棚仿真方法，其特征在于，所述有限元软件为ANSYS WORKBENCH，ANSYS WORKBENCH软件中包括设计助手功能项。
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