江桂利
摘 要：使用ANSYS建立登船升降桥的有限元模型，然后利用APDL命令对移动载荷分载荷步施加，计算出不同位置载荷的应力和变形，通过比较结果，得到应力最大时载荷位置和应力分布，为登船升降桥设计提供参考。
关键词：登船升降桥;ANSYS;移动载荷
中图分类号：U66 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）06-0075-02
登船升降桥是实现高效便捷、稳定可靠车客滚装作业的重要港口装卸设备，在我国的沿海及内江河港口广泛应用。目前，由于受到港口的地理位置、潮位落差、承载能力和经济能力等多种因素限制，国内的港口登船升降桥型式种类各不相同。其中应用较多的一种登船升降桥主要是通过油缸工作行程调节桥体位置，以适应港口不同船型和潮位变化。桥体结构为升降桥最主要的结构件。本文旨在对此桥体结构计算做简单讨论。
1 ANSYS的简介
ANSYS软件是融合结构、流体、电场、磁场、声场于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛用于核工业、铁路、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、土木工程、造船等一般工业及科学研究。随着计算机技术的飞速发展，ANSYS在工程分析应用中得到了十分广泛的应用。本文采用ANSYS对登船升降桥桥体结构进行有限元计算。
2 实际应用
2.1实际问题及简化
为使结构受力明确，方便计算，先将模型作适当简化：
（1）面板，梯子平台等附属结构做简化处理，单考虑其重量;
（2）后铰座轴，安全锁紧板，油缸铰点连接板等做简化处理，约束作用点简化至梁截面中轴线处;
简化后的模型可以方便建模，提高划分网格的质量，使要讨论的问题更明确，下面就以简化后的模型作为研究对象进行讨论。
2.2结构计算
2.2.1模型参数
本文以额定通过载荷200T登船升降桥体结构为例，建立有限元模型，模型参数如下：
2.2.2模型约束
2.2.3载荷简化
桥体设计承载能力为≤200T，车辆单轴载荷≤30T，汽车时速≤5km/h，可只做静态计算，汽车移动恒定载荷，由于没有具体的车型参数，本文计算采用4个50T的作用在两根轴上，来模拟车辆载荷，轮距为1.8m，轴距为≤1.6m，这样计算是偏安全的。在梁上取21个位置利用载荷步分别添加，模拟汽车在桥上全过程。另外桥体结构自重通过设置相对密度实现;船的跳板载荷通过集中力作用于桥头。利用APDL命令可快速方便地实现上述过程，步骤如下：
选取节点施加载荷→写入载荷步1→删除载荷→选取节点施加载荷→写入载荷步2→…→写入载荷步21→分别计算所有载荷步
2.3结果分析
汽车载荷沿桥体中心对称（汽车在桥体中间行驶）时，应力和变形结果见下图：
3 结论
（1）由上可知，汽车位于尾梁处时，后铰轴处有最大支反力;汽车位于前梁中间处时，油缸吊耳有最大拉力;汽车位于主纵梁中间处时，主梁有最大应力;计算结果与实际情况相符，当结构复杂或者工况不明确时，通过计算移动载荷在多个位置的工况进行静态计算，能够很好地模拟汽车低速上下桥的过程，得出桥体结构的准确受力状况。
（2）通过对结果的比较分析，较为容易找出特征工况，在今后进行同类型结构设计时，可只进行特征工况计算，提高设计效率。
参考文献：
[1]周長城，胡仁喜，熊文波. ANSYS11.0基础与典型范例[M].北京：
电子工业出版社， 2007.
[2]张朝晖. ANSYS11.0结构分析工程应用实例解析[M]. 北京：
机械工业出版社， 2008.
[3]李兵，陈雪峰. ANSYS Workbench 设计、仿真与优化[M]. 北京：
清华大学出版社， 2008.
[4]路卫卫，郭大维. ANSYS APDL 在高桩码头以东载荷计算中的应用[J]. 水运工程. 2010.