钢结构梁的计算校核与截面优化选取的CAD系统开发

• 作 者: 赵亮
• 机 构: 北京工业大学
• 出 处: 北京工业大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 钢结构梁 CAD系统 梁截面优化选取 钢结构计算

随着计算机技术的发展和实际需求的变化,在解决结构梁的有关计算方面出现了各种各样的专用计算机辅助设计(Computer Aided Design简称CAD)软件系统。本系统即是应北京巴威公司(Babcock & Wilcox Beijing Company简称B & WBC)工程技术部要求,设计开发用于其锅炉产品的支架等钢结构梁的内力计算及其截面安全性校核的CAD系统。
本系统是基于Visual C++平台,采用先进的面向对象的程序设计方法所开发的,巴威公司以往在解决钢结构梁的内力计算方面是用Fortran语言编制,基于Visual Fortran 5.0平台开发的一个软件系统,只对(双)槽钢、(双)工字钢、H型钢及板拼宽翼型钢等截面的简支梁进行计算,所以其适用范围相对较小,而且可视化程度不高。本系统专门对原有算法和软件性能做了较大的改进,比如增加了对连续梁的内力计算校核、梁的受力模型图及内力图的绘制、数据库的管理、结果的多种输出方式等功能。
设计中总体分为工况数据文件建立、计算校核、数据库查询、结果保存四个模块,各个模块之间即相互独立,又相互联系。本文主要针对这四个模块的功能实现并以中国和美国两种钢结构梁的设计规范为理论依据做了论述。
在整个系统的研究设计过程中,作者综合运用了软件工程、数据库技术、结构力学、材料力学等理论知识和开发技术,完成了从资料收集到详细设计的全部内容,并实现了巴威公司提出的主要功能。总结起来主要进行了钢结构梁的力学分析研究,并通过采用面向对象的方法进行有限元的力学软件设计,以应用软件的方式实现对结构梁的计算机辅助设计。
最后,结合实际应用,给出了几个典型算例,证明本系统基本达到了预期目标,具有一定的实用价值和商业价值。