一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法，是通过建立参数化的盆式桥梁橡胶支座三维模型库和三维仿真分析模型库和分析的算例，以及存有盆式桥梁支座的标准件的三维模型的ACCESS数据库、盆式桥梁支座的计算公式，并建立能够输入盆式桥梁支座的受力数据和输出计算结果的系统功能窗体；通过在系统功能窗体中输入盆式桥梁支座的受力数据，直接得到盆式桥梁支座的零件三维模型、装配体模型和三维仿真分析模型并进行三维仿真分析。采用本发明的方法可以大大简化了技术人员的工作量并提高了产品的品质和质量，保证了桥梁的安全。
【专利说明】一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种工程桥梁支座的设计方法，主要应用于固定盆式桥梁支座、纵向 盆式桥梁支座、多向盆式桥梁支座的三维参数化设计。
【背景技术】
[0002] 桥梁支座是桥梁结构的重要组成部分，其主要作用是将支座上部的桥体重量及载 荷传递给桥墩，同时承受桥体在使用中产生的变形。盆式桥梁橡胶支座包括固定盆式桥梁 支座、纵向盆式桥梁支座、多向盆式桥梁支座。盆式桥梁橡胶支座因其具有承载能力大、水 平位移量大等特点得到广泛应用。目前，盆式桥梁橡胶支座的设计依然采用传统的手工计 算与二维CAD工具（Auto CAD、CAXA等绘图工具）相结合的方式。手工计算工作量大、重复 劳动多、易出错。二维CAD工具虽然将技术人员从繁重的绘图工作中解放出来，但二维CAD 软件不能直观表达盆式桥梁支座的整体三维结构，且不能进行有限元分析，为保证设计质 量，技术人员往往将安全系数取得很大而导致尺寸过大、增加成本。
[0003] 即使使用SolidWorks等三维制图软件绘制盆式桥梁支座，也由于目前所有的三 位制图和分析软件中都没有专门的针对盆式桥梁支座的有限元分析功能，所有制图分析软 件只能在得到盆式桥梁支座的三维结构后，采用通用产品的有限元分析软件对盆式桥梁支 座进行有限元分析，而其分析结果往往和实际工程需要存在偏差。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法，它能够 准确对设计人员通过solidworks绘制的盆式桥梁支座进行有限元分析，从而得出设计合 理的盆式桥梁橡胶支座。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
[0006] -种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法，包括以下步骤：
[0007] a、建立盆式桥梁橡胶支座三维模型库和三维仿真分析模型库
[0008] 利用SolidWorks和SolidWorks Simulation建立盆式桥梁支座的参数化后的三 维模型、工程图、三维仿真分析模型；所述参数化是指三维模型和三维仿真分析模型中的尺 寸数值用函数或函数公式表示；将尺寸参数化的三维模型文件和三维仿真分析模型文件保 存在计算机中，形成三维模型库和三维仿真分析模型库；并在三维仿真分析模型库中建立 分析的算例；
[0009] 建立ACCESS数据库，将盆式桥梁支座的不同规格的标准件的三维模型储存到 ACCESS数据库中；
[0010] 利用Visual Basic语言程序将盆式桥梁支座的计算公式输入存储到计算机中，并 建立能够输入盆式桥梁支座的受力数据和输出计算结果的系统功能窗体；所述的盆式桥梁 支座的计算公式包括：
【权利要求】
1. 一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法，其特征在于：包括以下步骤： a、建立盆式桥梁橡胶支座三维模型库和三维仿真分析模型库 利用SolidWorks和SolidWorks Simulation建立盆式桥梁支座的参数化后的三维模 型、工程图、三维仿真分析模型；所述参数化是指三维模型和三维仿真分析模型中的尺寸数 值用函数或函数公式表示；将尺寸参数化的三维模型文件和三维仿真分析模型文件保存在 计算机中，形成三维模型库和三维仿真分析模型库；并在三维仿真分析模型库中建立分析 的算例； 建立ACCESS数据库，将盆式桥梁支座的不同规格的标准件的三维模型储存到ACCESS 数据库中； 利用Visual Basic语言程序将盆式桥梁支座的计算公式输入存储到计算机中，并建立 能够输入盆式桥梁支座的受力数据和输出计算结果的系统功能窗体；所述的盆式桥梁支座 的计算公式包括：
τ t一螺栓的剪应力； b、 在系统功能窗体中输入盆式桥梁支座的受力数据，通过盆式桥梁支座的计算公式计 算出盆式桥梁支座各零件规格尺寸，并通过ACCESS数据库选出相应的标准件的规格尺寸； c、 调用SolidWorks API函数，实现Visual Basic语言程序与SolidWorks的对接，使 SolidWorks API函数驱动SolidWorks软件根据步骤b中计算出的盆式桥梁支座零件规 格尺寸并生成带有具体尺寸的三维零件模型、装配体模型和三维仿真分析模型；然后调用 GetAddlnObject 获得 SolidWorksSimulation 对象，调用 StudyMngr 和 GetStudy 获得算 例，调用 AddForce2 和 LBCMgr 添加力，调用 Mesh、GetDefaultElementSizeAndTolerance、 Creatmesh设置网格；程序运行完成后，进行三维仿真分析； d、 根据三维仿真分析结果，如果盆式桥梁橡胶支座零件规格选取不合适，将三维仿真 分析出的零件规格结果重新输入并自动生成三维零件模型，继续进行三维仿真分析，直到 零件规格结果合适为止，并自动生成所设计的盆式桥梁橡胶支座三维模型。
2.根据权利要求1所述的一种盆式桥梁橡胶支座参数化设计方法，其特征在于： 所述承压橡胶板直径公式中[σ ]取值为25MPa ;橡胶板厚度公式Θ取值为〇. 〇2rad ; 聚四氟乙烯板直径公式中[σ ]F取值为30MPa ;下支座板的盆环外径公式中盆环容许拉应 力[σ e]取值为150MPa; 所述的水平设计荷载H在七度震区中使用时取值为0. 15P，在八度震区中使用时H取值 为 〇· 3Ρ ; 所述活动支座侧向滑条宽度公式中，侧向滑条的容许压应力[σ ] w取值为65MPa， 上支座板限位挡块厚度公式钢材的容许剪应力[τ ]取值为90MPa，钢材的容许弯曲应 力[σ ] ?取值为150MPa ;螺栓直径公式中钢材的容许剪应力[τ ]取值为280MPa。
【文档编号】G06F17/50GK104091024SQ201410330295
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】刘庆华 申请人:石家庄国泰欣安科技有限公司