雷達天線升降機構力學分析畢業(yè)論文

1、<p><b>　　學 號 </b></p><p><b>　　密 級 </b></p><p>　　哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文</p><p>　　雷達天線升降機構力學分析</p><p><b>　　哈爾濱工程大學</b></p>&l

2、t;p><b>　　2014年6月</b></p><p><b>　　學 號 </b></p><p>　　密 級 </p><p>　　雷達天線升降機構力學分析</p><p>　　Mechanical analysis of radar antenna lifti

3、ng mechanism</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本篇論文是以有限元分析方法和隨機風載荷為理論基礎，并應用ANSYS軟件對雷達天線升降機構進行實體建模和力學分析。根據分析結果，對結構的合理性進行判斷和解釋，然后結合結構優(yōu)化設計的理論，對升降結構進行優(yōu)化。</p><p>　　本文首先介紹了有限元法和

4、ANSYS軟件，然后簡述了風的基本特性，特別是對平均風進行了重點的描述和討論。并根據建筑學概論把風轉化為風載荷，給出了其一般求解公式。在結構有限元建模方面，定義了不同桿件的截面，以及梁單元的選取、劃分網格的技術，然后利用耦合解決了節(jié)點的鉸接和自由度約束問題。運用ANSYS軟件，對雷達天線升降機構建模，并分析在靜態(tài)風載荷作用下的水平方向位移、垂直方向的沉降量以及應力，對于出現應力集中的地方，加以強化。最后通過運用結構設計變量的理論，改變撐

5、桿的截面尺寸，探討其優(yōu)化設計。分析結果表明,在風載荷作用下，此升降機構位移量滿足設計要求，但是也會出現應力集中問題。</p><p>　　關鍵詞：有限元法；隨機風載荷；升降機構；優(yōu)化設計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper is based on the theory of finit

6、e element analysis method and stochastic wind load, and using ANSYS software for solid modeling of the radar antenna lifting mechanism and mechanics analysis. According to the analysis results, judge the rationality of t

7、he structure and explain, and combining with the theory of structure optimization design, optimize the lifting structure.</p><p>　　Firstly, this paper introduces the finite element method and ANSYS software,

8、 then, briefly describes the basic features of the wind, especially focuses on the average wind in the description and discussion . And according to the architecture of the wind into the wind load, its general solution f

9、ormula is given. In terms of structure finite element model, the different bar section is defined, as well as the selection of beam element, the grid technology, and then using coupling solves the problem</p><

10、p>　　Keywords: Finite element method; stochastic wind load; lifting mechanism; optimization design</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>

11、　　1.1 課題的來源、背景和意義1</p><p>　　1.1.1 課題來源1</p><p>　　1.1.2 課題背景及意義1</p><p>　　1.2 有限元法及ANSYS1</p><p>　　1.3 升降機的發(fā)展2</p><p>　　1.3.1 升降機在國內外發(fā)展現狀2</p>

12、<p>　　1.3.2 升降機構的分類3</p><p>　　1.4 本篇論文的主要工作6</p><p>　　第2章 隨機風載荷8</p><p><b>　　2.1 引言8</b></p><p>　　2.2 風的基本特性8</p><p>　　2.2.1 風的概述8&l

13、t;/p><p>　　2.3 風載荷的形成8</p><p>　　2.4 風載荷的作用9</p><p>　　2.4.1 風向9</p><p>　　2.4.2 風速的測量9</p><p>　　2.4.3 風的作用9</p><p>　　2.5 風載荷的計算10</p>

14、<p>　　2.5.1 風壓10</p><p>　　2.5.2 風載荷系數11</p><p>　　2.5.3 受風面積11</p><p>　　2.6 本章小結11</p><p>　　第3章 結構有限元建模的基本操作12</p><p><b>　　3.1 前言12</b&g

15、t;</p><p>　　3.2 幾何實體建模的圖元操作12</p><p>　　3.3 有限元建模的原則13</p><p>　　3.3.1 模型簡化原則13</p><p>　　3.3.2 對稱性應用原則14</p><p>　　3.4 有限元網格的劃分14</p><p>　　3

16、.4.1 網格劃分方式15</p><p>　　3.4.2 網格劃分控制15</p><p>　　3.4.3 劃分網格的準則16</p><p>　　3.5 節(jié)點的約束處理—耦合17</p><p><b>　　3.6 小結18</b></p><p>　　第4章 雷達天線升降機構的力

17、學分析19</p><p><b>　　4.1 引言19</b></p><p>　　4.2 雷達天線升降結構的有限元模型19</p><p>　　4.3 靜態(tài)分析26</p><p>　　4.3.1 8級風載荷作用下機構的靜態(tài)分析26</p><p>　　4.3.2 10級風載荷作用下

18、機構的靜態(tài)分析28</p><p>　　4.3.3 12級風載荷作用下機構的靜態(tài)分析31</p><p>　　4.3.4 討論50 m/s的風速下機構的靜態(tài)分析34</p><p>　　4.4 升降機構的合理性分析37</p><p><b>　　4.5 小結37</b></p><p>

19、;　　第5章 雷達天線升降機構的優(yōu)化38</p><p>　　5.1 結構優(yōu)化中的設計變量38</p><p>　　5.2 結構優(yōu)化設計的方法38</p><p>　　5.3 優(yōu)化升降機構的撐桿的截面尺寸39</p><p><b>　　5.4 小結41</b></p><p><

20、b>　　結 論42</b></p><p><b>　　參考文獻44</b></p><p>　　攻讀學士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成就45</p><p><b>　　致 謝46</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b>

21、;</p><p>　　1.1 課題的來源、背景和意義</p><p>　　1.1.1 課題來源</p><p>　　本論文課題研究來源于國防某軍事雷達項目，主要是研究“車載雷達天線升降機構力學分析”中的內容。</p><p>　　1.1.2 課題背景及意義</p><p>　　在當今世界整體和平，局部摩擦沖突，甚至小

22、規(guī)模戰(zhàn)爭的大環(huán)境下，國家間利益與主權的重疊和沖突，在未來勢必會爆發(fā)小規(guī)模沖突或戰(zhàn)爭，然而電子信息戰(zhàn)在現代戰(zhàn)爭中作為取得勝負的先決條件，發(fā)揮著舉足輕重的作用。車載雷達以其機動性能好，在復雜的環(huán)境和地域的條件下，基本不受到限制，快速的反應能力，在軍事偵察以及情報收集被廣泛應用，由于現代國家對于電子對抗戰(zhàn)越來越重視并且大力發(fā)展其信息對抗能力，外來軍事的電子干擾和監(jiān)測正干擾著地面車載雷達的正常工作，隱身性能的提升，反雷達導彈，超低空突防的威脅。

23、車載雷達以其優(yōu)良的機動性能，快速展開與撤收，并滿足公路運輸的條件，勢必會大大提高其戰(zhàn)爭中的生存能力，是有效面對敵對威脅的技術手段，也是今后世界軍事雷達發(fā)展的大勢所趨。</p><p>　　天線升降機構是雷達系統(tǒng)的重要承重組件，要在不同環(huán)境下，天線車進入陣地之后，快速將天線組件舉升到高處，進入工作狀態(tài)，撤收后能將天線組件收回。</p><p>　　1.2 有限元法及ANSYS</p&g

24、t;<p>　　有限元是一種專門求解偏微分方程的數值計算方法，有一定的一般性和實用性[1]，并且很容易被推廣和接受，所以，自從有限元方法誕生以來，關于有限元方面的研究理論和一些實踐的應用上都取得了長足的發(fā)展[2]。</p><p>　　現在，有限元方法已經變成為了工程實踐和科學研究等領域的一項必不可少的分析方法和手段[3]。20世紀60年以后，計算機科學技術的快速發(fā)展和極其廣泛的應用，有限元法得到突

25、飛猛進的發(fā)展[4]。</p><p>　　現在所用的ANSYS帶有了直接可以操作的GUI（可以顯示圖形）工作界面，整個命令菜單，工具欄和對話框等，這些功能與過去的版本相比已經有很大的進步了。在航空航天領域、汽車制造領域、以及核工程領域等，你都能發(fā)現ANSYS已經被深入的應用于這些行業(yè)之中。只有先透徹地理解有限元法的理論精髓和它的優(yōu)缺點，工程技術人員才能更好地使用ANSYS等軟件解決一些實際的工程問題。</p

26、><p>　　在很多操作系統(tǒng)和計算機中都能運行ANSYS軟件，包含個人電腦和大型計算機，ANSYS軟件的兼容性極好，可以在同類產品和工作平臺運行其文件。多物理耦合的功能是ANSYS的一個十分重要的功能，這一特性能讓它在相同的模型上進行不同種類的耦合計算，這大大方便了工程技術人員的實際使用和操作。并且，ANSYS可以和大多數CAD軟件相結合起來應用，做到圖形及其他相關文件的共享，這是現代軟件設計的一個重要要求。當然AN

27、SYS軟件還提供一個可以改進的清單，可以幫助進行結構優(yōu)化設計等[5]。</p><p>　　1.3 升降機的發(fā)展</p><p>　　升降機是屬于一個歷史范疇的概念，在十九世紀九十年代前，那時人類還沒有發(fā)明電梯，在那個時候載人或者載物的升降裝置，就叫做升降機。當然，在距離我們很遠的時代，即原始的和簡單的升降工具，應該叫做絞車。</p><p>　　自從電梯被發(fā)明以后

28、，在這期間一百多年內，兩大類升降設備：電梯和起重機，一直處于不斷地發(fā)展與改進之中。升降機逐步發(fā)展為電梯，當然也逐漸發(fā)展成了起重機等。 現在的升降機都朝向起重機類方向發(fā)展，主要包括曲線施工升降機、鋼索式液壓提升裝置、施工升降機、簡易升降機、升降作業(yè)平臺和高空作業(yè)車等[6]。這些都屬于升降機一般所包含的范疇。</p><p>　　第一部分：升降機狹義所包含的范圍，主要是施工升降機和簡易升降機[6]。</p>

29、;<p>　　第二部分：大致是屬于電梯范圍內的，主要是雜物電梯、自動人行道和特殊類型的電梯，主要包括特殊類型電梯中的傾斜電梯和通用的樓梯電梯，當然也包括家庭電梯—準確地說它屬于住宅電梯范疇，而且住宅電梯也是乘客電梯中的一種。</p><p>　　第三部分：其他的升降設備，包括礦井電梯（也可以叫做礦井提升機）、短程穿梭系統(tǒng)和單軌交通[6]。</p><p>　　當今社會，升降機

30、仍然是一種非常重要的升降設備，現在最大的問題就是升降機的安全問題，很多新聞報導過此類事故的發(fā)生，因此要對此類問題進行警惕和非常大地關注。</p><p>　　1.3.1 升降機在國內外發(fā)展現狀</p><p>　　據研究表明，中國已經成為了全球升降機最大的市場，具體來說就是中國已經成為世界上最大的升降機生產基地，并且擁有者最多的升降機[6]。</p><p>　　當

31、今，隨著我國科學技術的發(fā)展和生產工藝的突飛猛進，我國所年產升降機數量屢創(chuàng)新高，并且產品質量也獲得了國際市場的認可。巨大的生產力和良好的質量，不僅能夠滿足國內對各種升降機構的需求，同時可以外銷到國際市場。升降機所擁有的巨大潛力市場幾乎引起了所有全世界升降機企業(yè)的空前關注。近年來，中國出臺了一系列的調控政策，就是為了使得升降機市場更加規(guī)范，更加具有競爭力。升降機行業(yè)在中國的發(fā)展取得了前所未有的成就，產品數量也突飛猛進。</p>

32、<p>　　然而由于中國地區(qū)經濟發(fā)展的不平衡性，升降機行業(yè)的發(fā)展就體現出了明顯的不均勻性。一些工業(yè)較為發(fā)達的地區(qū)例如華東和華南地區(qū)，已經成為了中國升降機行業(yè)的制造中心。</p><p>　　而在近20年，在世界范圍類，升降機行業(yè)發(fā)生了巨大的變化。機動升降機和全固定升降機產品的快速發(fā)展，原有的產品和市場的格局已經被打破，在經濟快速的發(fā)展下和市場機制的作用下，造成了世界升降機構這一行業(yè)更加趨于一體化。&l

33、t;/p><p>　　升降機的主要生產國是美國、日本、德國、法國、意大利等。美國是工程升降機的主要生產國，又是世界上最大的市場之一，然而日本和德國在技術和實力上的崛起，使得美國在全球市場的整體占有率受到沖擊[7]。當今世界，由于各種工程的需要，升降機的需求量越來越大，因此其前景與市場是不可估量的，但是由于各國對其市場的愈加重視，未來在升降機行業(yè)必然會更加具有競爭力。</p><p>　　1.3

34、.2 升降機構的分類</p><p>　　目前升降機構通常所采用的結構設計方式主要有套缸式、剪叉式、桁架套疊式和導軌式三種方式[6]。</p><p>　　套缸式通常使用在載荷比較小和計算結果精度要求不是太高的情況下的場所。如果作用載荷相對比較大或者舉升的高度比較高時，這時套缸的直徑太小的話，整個機構就會產生一個非常大的左右擺動，安全性達不到要求。</p><p>

35、　　然而，要保證套缸式升降機構的剛性就必須增大套缸的直徑，這時，液壓油的用量和升降機構的本身的自重就會太大，這不利于公路機動運輸。套缸式升降機如圖1.1所示：</p><p>　　圖1.1 套缸式升降機</p><p>　　桁架套疊式也是一種經常使用的升降機構，在機動的運輸中也會經常的使用。然而主要的缺點是升降機構舉升到較大地高度時，如果想要保證擺動的結構復雜精度，特別是導向部分難度是非常

36、大的，花費的成本也會很高。而且，如果要達到舉升25米的升降高度，所需要的升降機構的節(jié)數比較多，因此這些節(jié)該進行怎樣的合理布局也會顯得相當困難。桁架式升降機構如圖1.2所示：</p><p>　　圖1.2 桁架式升降機</p><p>　　剪叉式結構在升降機構中可以說是應用的最廣泛的一種升降機構，在固定的和機動方面應用的都是非常普遍的。</p><p>　　其有很多的

37、優(yōu)點，主要是結構相對來說是比較簡單的，而且升降速度是非常迅速的，一般就能達到5~10米/分鐘。而且，國內目前所采用的普遍是十六米以下的升降機構，如果超過了這個高度，那么在對升降機構進行加工的精度和工藝水平就有非常高的要求。</p><p>　　剪叉式升降機構如圖1.3所示：</p><p>　　圖1.3 剪叉式升降機構</p><p>　　此外經常在樓層中和一些商場

38、里面，其他升降機構也是很普遍的，例如：導軌式升降機和傾斜電梯。</p><p>　　導軌式升降機構如圖1.4所示：</p><p>　　圖1.4 導軌式升降機構</p><p>　　傾斜電梯如圖1.5所示</p><p><b>　　圖1.5 傾斜電梯</b></p><p>　　1.4 本篇論文

39、的主要工作</p><p>　　本篇論文主要是對雷達天線升降機構進行有限元分析，這其中涉及平均風速的定義，風載荷的計算、加載的模擬和對幾何實體結構——升降機構有限元建模，并應用ANSYS軟件來對雷達天線升降機構進行靜力學分析。并討論此升降機構的舉升能力、水平方向的位移、垂直方向的沉降量和總體設計的合理性，并且根據結果開進行優(yōu)化設計。 </p><p>　　雷達天線升降機構有限元分析過程大致

40、如下[8]： </p><p>　　概括本篇論文的主要工作可歸納如下：</p><p>　　第一步：介紹一下風的基本特性，以及平均風的概念，不考慮脈動風，把風作為一種靜載荷看待施加于結構之上。了解相關的風載荷計算公式，以及風載荷系數的定義和取值，特別是風壓計算公式。通過公式對風載荷進行可

41、操作性的實現。為后面的風載荷加載做好充足的準備。</p><p>　　第二步：在對機構進行建模之前，要深入學習ANSYS軟件的操作，特別是對如何網格劃分問題進行探討，還有自定義截面梁單元的選取，以及結點的約束問題即是梁與梁之間的連接問題，都至關重要。并以雷達天線升降機構建模為例，應用相關的技術，使整個建模的約束和網格問題都得到解決，為后面的分析打好堅實的基礎。</p><p>　　第三步：

42、利用ANSYS軟件，對雷達升降機構進行有限元分析。主要是進行靜態(tài)分析，然后對結果進行評估，做出相應的評價并給出實際建議。</p><p>　　第四步：對優(yōu)化的理論和方法進行適當的討論，并以升降機構為對象，探討其舉升能力和剛度，判斷所得結果的合理性。</p><p><b>　　第2章 隨機風載荷</b></p><p><b>　　2

43、.1 引言</b></p><p>　　自然風是一種隨機載荷，無論是在露天條件下工作的任何機器設備，都會受到一定的風載荷的作用[9]。由于經常工作在野外，雷達天線升降機構除了受到天線重力載荷和自重以外，風載荷也是一種不可忽視的外載荷。特別是在計算強度，剛度，穩(wěn)定性時，隨機風載荷是必須作為一種外載荷來考慮的。而且風載荷會引起整個雷達升降機構的結構變形和沉降，如果變形位移過大會直接影響整個雷達的正常工作，

44、由風導致的事故是風載荷造成整體的翻轉或者局部失穩(wěn)變形，因此在整個計算模擬過程中，風載荷是必須考慮的載荷，其影響是不可避免的另一重要因素。</p><p>　　而在對雷達升降機構結構進行一定范圍的定性分析時，就要找到一種風載荷模擬的方式來進行結構加載，而要使風載荷模擬的形式在實際真實的機構設計中計算使用，這就必須要求模擬的風載荷盡可能的滿足和適合自然風的一些特性，并且在適用范圍上要滿足有效性和普適性。</p&

45、gt;<p>　　2.2 風的基本特性</p><p>　　2.2.1 風的概述</p><p>　　風是由平均風和脈動風兩部分組成，時間長周期部分，通常持續(xù)在十分鐘以上，時間短周期部分，一般持續(xù)只有幾秒左右，換種說法就是分為平均風和脈動風二個不同的部分分析[10]。風是一種流體，但密度是比較小的，是一種動載荷。</p><p>　　平均風是一種相對穩(wěn)

46、定地風，可以看作是一種靜態(tài)力作用，而脈動風是一種瞬時陣風，變化周期不規(guī)則，會對結構產生沖擊力作用，強大地脈動風也會對整個結構產生較大地影響，有時計算除了考慮風的靜力作用還要考慮沖擊力的作用。</p><p>　　然而，對于剛度很大的雷達天線升降機構，脈動風的動力作用影響很小，因此只需考慮平均風靜力加載作用，對于剛度較小的其他結構，例如：天線等，風的動力作用是必須計算的。</p><p>　

47、　2.3 風載荷的形成</p><p>　　不考慮地球表面空氣團自身的重力，也不考慮空氣團與地面的摩擦力，大氣層可以近似看作很多密度不同的層流層，由于這些分層的相對流動產生了風，物體表面所受到的風力是由壓差阻力和摩擦阻力組成的[11]。</p><p>　　由于空氣作為流體具有一定的粘性，在物體表面附近邊界層各流層之間的粘滯力叫做摩擦力。對于整體流線型的結構，壓差阻力相對較小，主要考慮摩擦

48、阻力，而對于非流線型結構，摩擦阻力比壓差阻力相對小的多，所以主要考慮壓差阻力。因此，雷達天線升降機構主要受到壓差阻力的作用。</p><p>　　2.4 風載荷的作用</p><p><b>　　2.4.1 風向</b></p><p>　　空氣質量流速方向稱為風。如果空氣由東面吹來那就稱為東方風。風向能由風向標（一種圍繞立軸旋轉的金屬片）表示

49、儀器指示，而且，從葉片和主軸承的固定棒位置之間可觀察到的風。</p><p>　　事實上，在一些相對重要的場合和環(huán)境中，風向和風速可在精密儀器同時使用時，連續(xù)測量并記錄。</p><p>　　2.4.2 風速的測量</p><p>　　測量風速的儀表可以大致分為三類：旋轉式測量，壓力式測量和其他方式[12]。</p><p>　　最常用的旋轉

50、式風速表是風懷式風速表。這種風速表的內部組成是三個風杯與轉子，轉子是由短軸連接組成，風杯和轉子繞著球軸承旋轉，轉軸下部驅動一個被包圍在定子中的多極永磁體[12]。</p><p>　　指示器測出隨風速變化的電壓，顯示出對應的風速值。當風速達1~2 m/s時，風懷式風速表就可以啟動。風速由10m/s突然變到20m/s時，風速計記錄到的響應時間 大約是1.3s,此外還有微型多葉片風力機的的壓力風速表[12]。 <

51、;/p><p>　　壓力式風速表中，在現代最常用是皮托管。皮托管的發(fā)明者是法國工程師Hcnri Pitot。皮托管是由兩部分組成：總壓探頭和靜止探頭，利用流動空氣的總壓（滯止壓力）與靜壓之差，即動壓來測量風速。</p><p>　　其他方式，例如有熱線風速儀等。</p><p>　　2.4.3 風的作用</p><p>　　雷達天線升降機構在承受

52、到風的作用之后，不但在迎風方向產生風力的作用，而和其相互垂直的橫向上，也產生風力的作用，還會產生風力矩，這是風作為一種載荷有區(qū)別于其他載荷的特征。如圖2.1所示： </p><p><b>　　迎風方向風速</b></p><p><b>　　——平均風速</b></p><p><b>　　圖2.1&l

53、t;/b></p><p>　　一般情況下，升降機構在受到風力的作用，橫向風力的作用效果大概只有迎風所受力的作用的四分之一，因此，橫向風力影響作用較小，可以不加考慮。</p><p>　　2.5 風載荷的計算</p><p>　　因垂直剪叉構件長度方向的表面受風面積比平行剪叉構件的受風面積大，所以風載荷大，此方向為雷達天線升降機構抗翻轉能力最薄弱的面。作用在升

54、降機構的風載荷與風載荷標準值，基本風壓，受風面積（即升降機構的尺寸大小和形狀有關）。因此，升降機構所收到的風載荷可以由以下公式求得：</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中，F是風載荷；是風載荷標準值；S是受風面積；是瞬時風壓的陣風系數；是局

55、部風壓體型系數；是風壓高度變化系數。</p><p><b>　　2.5.1 風壓</b></p><p>　　由于升降機構的阻擋，使整個機構附近空氣流通受阻，動壓開始下降，靜壓開始升高，整個機構的側面和背面產生局部渦流，靜壓下降和遠處受阻礙的空氣氣流相比，這種靜壓的升高和降低統(tǒng)稱為風壓[13]。該壓力是垂直于由風壓空氣流動方向的平面。</p><

56、p>　　根據伯努利方程得出的風－壓關系，風的動壓為：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　其中為風壓[N/㎡]，ρ為空氣密度[kg/m3]，v為風速[m/s]。</p><p>　　由于空氣密度(ρ)重度(r)的關系為 r=ρ·g, 因此有 ρ=r/g。在(1)中使用這一關系，得到</p&g

57、t;<p><b>　　（2-4）</b></p><p>　　此式為標準風壓公式。在標準狀態(tài)下(氣壓為1013 MPa, 溫度為15℃), 空氣重度 r=0.01225 [kN/m3]。重力加速度一般取g=9.8[m/s2], 我們得到基本風壓公式：</p><p>　?。╧N/m2） （2-5）</p>&l

58、t;p>　　此公式為用風速計算基本風壓的一般公式。應該指出的是，空氣的密度和重力加速度隨海拔和緯度的變化而發(fā)生改變。一般來說，空氣的密度在較高的海拔上要比在海拔較低的地區(qū)小，即在一樣的風速情況下，在相同的溫度下，整個機構所產生的風壓在海拔高的地區(qū)上比在海拔低的地區(qū)小。</p><p>　　2.5.2 風載荷系數</p><p>　　風載荷系數有：瞬時風壓的陣風系數；局部風壓體型系數；

59、風壓高度變化系數。</p><p>　　在此升降機構計算中： =1，在迎風側面取值為+0.8，在背風側面取值-0.5，=(0.8+0.5), =1.42。</p><p>　　2.5.3 受風面積</p><p>　　受風面積一般取認為是垂直于風方向的投影面積，此升降結構可以取為投影面積最大的面積，即整個機構的平行面積作為受風面積S。</p><

60、p>　　因此，在計算風載荷時，直接計算受風面尺寸的面積即可。</p><p><b>　　2.6 本章小結</b></p><p>　　本章首先對風的基本特性進行描述，主要研究的是平均風，作為一種靜力載荷計算[14]。并介紹了風載荷形成的基本原理，以及風載荷的作用.其次是介紹各種風速的測量，和風載荷的計算，并給出了風載荷基本通用的計算公式，同時給出了風壓的計算和

61、三個風載荷系數的具體取值，為以后章節(jié)施加風載時做準備。</p><p>　　第3章 結構有限元建模的基本操作</p><p><b>　　3.1 前言 </b></p><p>　　實現結構有限元建模是實現對所要分析實際結構的必要前提。這種方式相對更加智能化，而且充滿了使用者更加自我的判斷。對有限元建模理解不同的人使用同一款有限元軟件來分析同一

62、個結構時，那么分析所得到的結果可能也不一樣，這就是建模時的區(qū)別所致。因此，如何把一個幾何實體結構進行最合理的有限元建模，顯得是如此的困難和重要。這就要求使用者必須具備一定的數學計算基礎，工程問題的實際經驗，和熟悉軟件的基本操作，并且要有敏銳的洞察力，合理的判斷能力，對結構做出更合理的建模，滿足其物理特性，同時又滿足一定的計算要求。</p><p>　　在對復雜的結構進行有限元建模（例如發(fā)動機，飛機機翼，內燃機等）

63、分析時，通常會花費大量的人的精力和時間，這也是操作人員非常煩惱的問題。怎樣做到有效，快速，合理地對結構進行有限元建模一直被業(yè)界廣為關注，也是技術人員深刻關切的問題。所以，有限元建模的合理與否是對結構分析計算結果正確的重中之重。這也是本篇論文能否繼續(xù)與成功的關鍵所在。</p><p>　　3.2 幾何實體建模的圖元操作</p><p>　　ANSYS提供了幾何實體建模的功能，雖然關于此功能沒

64、有設計出非常好操作的GUI操作界面，但是這些功能可以滿足操作者進行有限元分析的要求。使用ANSYS操作進行幾何建模，主要的內容包含圖元的基本操作、圖元通用操作和圖元布爾操作。</p><p>　　在通過ANSYS最終建立的有限元模型中，所有的圖元都可以按層次關系進行分層。各層圖元按層次關系從低到高依次為[5]：關鍵點（包括點載荷）；線（包括線載荷）；面（包括面載荷）；體（包括體載荷）；節(jié)點（包括節(jié)點載荷）；網格單

65、元（包括單元載荷）。并且根據創(chuàng)建幾何模型圖元的順序不同，可以將ANSYS中的幾何建模方式分為兩種基本方式，一個是自上而下建模，另一個是自下而上建模。</p><p>　　自下向上建模即首先定義模型的最低級的圖元即關鍵點，再依次在關鍵點上創(chuàng)建線或體，在線上創(chuàng)建體的順序創(chuàng)建幾何模型的建模過程；自上而下建模就是首先創(chuàng)建高級圖元層次，有高級圖元在ANSYS程序的輔助下自動生成低級圖元的幾何模型建模過程。合理地使用兩種建模

66、方法，可以發(fā)揮在ANSYS中建模的效率。另外，ANSYS還提供了很多模型操作的功能，包括布爾運算、拉伸、旋轉、復制等。</p><p>　　關鍵點是ANSYS有限元模型里最低級的圖元，可以直接創(chuàng)建，也可以通過建立更高級的單元自動生成，在自上而下建模的過程中，首先創(chuàng)建的應該是關鍵點[5]。關鍵點是空間中的點，關鍵點還分為普通關鍵點和硬點。主要有以下方法來創(chuàng)建關鍵點：通過空間的位置定義關鍵點；通過線上給定位置定義關鍵

67、點；通過三點確定圓弧中心定義關鍵點[5]；通過兩關鍵點生成關鍵點；通過節(jié)點定義關鍵點；計算并移動關鍵點到交點生成關鍵點等。線可用于表示幾何模型的邊，可以通過空間坐標、關鍵點的創(chuàng)建，或生成面和體時自動生成。主要由以下操作：由兩關鍵點創(chuàng)建直線；由三個關鍵點生成弧線；由圓心和半徑創(chuàng)建圓弧等。面的主要操作主要是由關鍵點定義面；通過邊界線定義面；倒角面；通過偏移和部分復制生成面等[5]。基本體的操作包括：由頂點、邊界定義，由偏移、拉伸生成體。&l

68、t;/p><p>　　3.3 有限元建模的原則</p><p>　　3.3.1 模型簡化原則</p><p>　　車載雷達天線升降機構整個實物模型其實是相當不簡單的，如果在建立力學模型的時候，沒有簡化，全部按照實物來，那么在進行機構的數據的輸入，然后在分析時整個工作量是非常龐大的。當然，介于一些實際結構的復雜，這種做法幾乎是不可能實現的，也不是必要的。根據于實際工程經驗

69、，簡化實物結構后再進行建立有限元的模型，得到的計算結果與實物測試結果誤差在實際工程可接受的范圍之內，所以這種簡化是值得接受和認同的。例如本篇論文所要分析的車載雷達天線升降機構，其升降機構采用的是七級剪叉式結構組合，各個支架之間的連接點是十分復雜的，基本上都是鉸接，對于此種情況的超靜定結構基本節(jié)點在簡化都按照鉸接處理進行耦合，整個結構就簡化為梁單元組成。</p><p>　　怎樣簡化實物機構，建立有限元模型，基本上

70、沒有什么可以遵循的原則和規(guī)律，并且這方面也很少有人做，只是書上一些簡約的建議性的指導，無法給我們在對實際機構進行建模的有用的指導，特別是分析相當復雜的結構[15]。因此，在實際建模中只有憑借工程技術人員進行切實的實際判斷，然后對模型進行合理的簡化，才能建立有效地力學模型。不可否認，長期解決此類問題并積累豐厚經驗的技術人員，在面對同一類型或者相似結構的時候，能夠憑借大腦中積累的經驗，做出合理的判斷。</p><p>

71、;　　因為實物機構往往是復雜的，建立有限元模型的時候有些細節(jié)性的問題一定要忽略，例如一些焊縫、墊片、圓弧角等。當然，這些細節(jié)不是盲目的忽略，有些對整個問題的研究幾乎沒有什么影響是可以不考慮的。如果細節(jié)和載荷的施加有關，或者跟約束相關，是不可以不考慮的。但是現在也沒有這方面的準則，遇到這種問題就應該根據實際機構和目標所求，進行實際詳細地分析和研究。</p><p>　　當其他兩個尺寸遠遠小于另外一個尺寸時，那么這個

72、結構就可以看作成桿件結構，這種三維實體簡化方式叫做減維，這也是進行有限元建模的一種比較實用的手段。雷達天線升降機構的支架和撐桿就可以看作是梁，有軸力作用，也有彎矩和剪力的作用，可以用梁單元進行處理。</p><p>　　在實際的工程應用機構中，通常采用梁單元去分析剛架機構，而采用桿單元去分析桁架機構，若要計算剪應力及彎矩等，可以采用梁單元進行模擬。那么梁究竟是怎么定義的也沒有太固定的標準，通常認為其在某一個方向的

73、尺寸與另二個方向的最大尺寸的比值大于等于5時，就認為這種桿件為梁。這些簡化的處理會在我們建立有限元分析模型的時候給予我們莫大的幫助，是處理復雜機構的計算模型的行之有效的原則。</p><p>　　3.3.2 對稱性應用原則</p><p>　　對稱性是廣泛存在于在各種結構中的，存在完全對稱的結構只需要把整體結構的一部分繞某個中心點、軸線或平面進行旋轉、鏡像等操作，就能夠得到整體結構，而不改

74、變整體結構的約束和物理條件，整體特征不變。</p><p>　　在ANSYS建模中，可以利用對稱性直接進行復制等，大大減少了工作量，對稱包含了對稱約束，對稱邊界條件和對稱載荷等[5]。對稱約束是指在對稱的節(jié)點具有相同的物理條件；對稱邊界條件包含在應用中可以使用的對稱或反對稱的邊界條件，在結構分析中，對一個平面內的節(jié)點定義對稱或反對稱邊界約束條件，可以對這個平面內的節(jié)點施加三個自由度方向的約束；對于對稱載荷施加對稱

75、或反對稱邊界條件可以將載荷對稱地或反對稱地施加到相應的節(jié)點上[5]。</p><p>　　對稱或反對稱邊界條件的設置方式包括如下三種：節(jié)點對稱設置；線對稱設置；面對稱設置。</p><p>　　由于結構對稱性的應用，可以減少建模時的工作量和整個模型的計算量，但是前提是正確合理的應用結構的對稱性，不然很可能會對計算結果產生誤差影響。</p><p>　　3.4 有限元

76、網格的劃分</p><p>　　劃分網格是實體模型轉化為有限元模型的關鍵性的一步，并且有限元建模主要指的是劃分網格[5]。力學模型的網格雖然沒有固定的方式，但是網格的劃分的好與壞會直接影響結構在ANSYS中的分析結果，這是必須加以重視和商討的一點。</p><p>　　ANSYS對幾何模型進行網格劃分，生成節(jié)點和網格單元的操作，從整體上看包括三個步驟：定義單元屬性；設置網格劃分選項；劃分網

77、格。第一步定義單元屬性是進行網格劃分的基礎，其使網格具有材料、求解采用的方程等屬性；設置網格劃分控制選項，能夠讓網格單元分布、尺寸更加均勻，縮減整個分析的計算量，提升結果的精確度；而劃分網格的完成才是真正地創(chuàng)建了有限元模型。</p><p>　　3.4.1 網格劃分方式</p><p>　　ANSYS 提供了兩種基本的網格劃分方式，分別為映射網格劃分和自由網格劃分。在對模型進行網格劃分之前

78、必須考慮選擇映射網格還是自由網格，這顯得尤為重要,典型的自由網格劃分和映射網格劃分如圖所示[5]：</p><p>　　圖3.1 (a) 自由網格劃分（左） 圖3.1（b）映射網格劃分（右）</p><p>　　自由網格對實體結構的形狀并沒有限制，并且不必遵循專門的劃分準則。和自由網格相比較，映射網格對實體結構的形狀有規(guī)定，并且一定要滿足特定的規(guī)范[16]。對于簡單的結構模

79、型，映射網格的劃分方式的時間花費長尚能承受，但是對于復雜的結構，就必須考慮時間花費的代價，然后決定是否采用自由劃分方式。如果要求對模型的應力大小及分布情況進行定量的分析，應該采用映射網格劃分的方式，并且網格單元的節(jié)點應該規(guī)律分布。自由網格劃分得到的單元分布沒有規(guī)律，極大的限制了ANSYS的選擇功能，若采用不同批次處理的方式，應該采用映射網格劃分。</p><p>　　3.4.2 網格劃分控制</p>

80、<p>　　網格劃分的控制主要包括：網格劃分GUI；網格屬性設置；網格尺寸控制；網格形狀控制；劃分方式控制[5]。</p><p>　　因為本篇論文是分析雷達天線升降機構，所以選擇以梁單元為模型，所以網格的尺寸控制就顯得較為重要。ANSYS采用兩種方法進行網格尺寸控制，分別是智能網格尺寸控制和手動網格控制。智能尺寸控制，是在使用自由網格劃分時可以采用的尺寸控制方式，這種控制方式為自由網格劃分得到合理的

81、單元尺寸和形狀提供了簡便的途徑。這種控制采用的算法是首先掃描一下需要劃分網格的所有線，并且自動估計網格單元合理的劃分長度，使整個自由網格劃分更加合理化。并且控制單元的形態(tài)，使其更加符合計算。值得保持注意的是，直接劃分網格單元雖然容易控制，但是數據量極大，操作量會很大，除非是建立非常簡便的力學模型，否則不適于直接用自動生成劃分網格的方法。</p><p>　　圖3.2（a）三角形劃分

82、 圖3.2 (b) 四邊形劃分</p><p>　　3.4.3 劃分網格的準則 </p><p>　　網格的劃分的形式會直接影響力學模型的計算精度，下面的準則將會給予我們幫助。</p><p><b>　　第一：網格數目</b></p><p>　　網格數目的多與少會對模型的計算精度和計算的復雜程度產生

83、一定的影響。通常來說，增加劃分網格的數目，可以在計算時，提高精確度，減少實際誤差，但肯定會增加劃分時間和計算的規(guī)模。因此權衡網格數目的多少顯得尤為重要。</p><p>　　模型在靜力分析時，如果只是計算結構的位移和變形，網格劃分的數目少一些為好,在精度要求相同的情況下，需要對模型結構進行應力計算，則網格數目應該多些為宜。在計算機構的固有頻率時，如果只是分析前幾階的模態(tài)圖，那么較少的網格數目就能滿足要求，若分析的

84、模態(tài)較高，那必須增加網格數目[17]。同樣在對結構進行熱分析時，若內部溫度差不大，分析時不需要太多的單元，較少的網格基本上就可以滿足計算。</p><p>　　第二：網格疏密 在劃分單元上，結構上不同的部分應該劃分為大小不一樣的網格，也就是說各部分的疏密有所不同，這也是為了相適于計算的特點。在應力集中位置，為了精確地計算數據，網格必須劃分密集一些，這樣才能使計算結果誤差減小。某些部分對精確要求不是太高時

85、，為了減少數據計算量，就可以網格劃分的稀疏些。如此一來，整個結構就顯示出了疏密不同的網格劃分方式。如圖3.3所示：</p><p><b>　　圖3.3</b></p><p>　　第三：節(jié)點和單元編號 節(jié)點和單元的編號會影響結構總剛矩陣的帶寬和波前數，因此會影響存儲容量的大小和時間的長短，因此合適的編號有利于提高運算速度[18]。然而對于復雜的一些機構和采用

86、自動生成網格的形式，有目的確定合適的單元編號很難。ANSYS軟件中自帶有優(yōu)化模塊，在自動網格生成后可以優(yōu)化帶寬和波前數，這樣做，就會在很大程度上降低操作人員的工作量。</p><p>　　3.5 節(jié)點的約束處理—耦合</p><p>　　雷達天線升降機構是由支持斜桿，撐桿和天線支架構成，且各種結構的選用的材料和尺寸并不一樣，而他們之間靠的是軸銷，墊片連接，并且桿與桿之間還有縫隙等，這就要求

87、在進行有限元建模簡化的同時，必須使節(jié)點的約束更加合理。 </p><p>　　在建立力學模型后，建立不同節(jié)點間的自由度的聯(lián)系，通常是由網格劃分單元自主的連接節(jié)點。但是需要用特殊的網格時，卻不能描述自由度約束時，這時就必須通過約束方程和耦合來定義這些節(jié)點的自由度。</p><p>　　強迫不同的節(jié)點單元取得一樣的自由度的方法叫做耦合[5]。被耦合在一起的自由度的集合僅僅體現一個主自由度，耦合

88、后矩陣方程中僅僅保留了主自由度，而把其他的自由度刪掉，并且在計算后，主自由度的結果會被分配到其他自由度上[5]。耦合的典型應用包括：保存局部模型的對稱性；在不同桿件相連接的位置相同的節(jié)點生成各種連接，如銷釘、鉸鏈等；建立剛性區(qū)域。因此升降機構各桿的連接可以運用耦合進行節(jié)點自由度的處理，形成鉸接點等，或者部分機構繞著某一個軸或某一個面旋轉自由度，這樣整個結構的建模才合理。</p><p><b>　　3.

89、6 小結</b></p><p>　　本章首先講了一些基本的建模的操作，并闡述了進行實際結構建模的基本規(guī)則，重點介紹了網格的劃分和劃分的滿足的原則。因為網格劃分關系到整個建模計算的工作量和計算結果的精度，在實際的操作中會是一項艱巨的任務，所以它是重中之重。另外節(jié)點的約束和自由度也會很大影響升降結構的計算，節(jié)點耦合可以解決此問題也是本篇論文另一重點，并且耦合可以順利的解決升降機構的鉸接問題，分析的結果表

90、明這種做法是十分正確的。</p><p>　　通過本章，掌握了升降機構進行建模的重要技術，為下一章建立力學模型奠定了充分的理論基礎，為下一章用ANSYS對雷達升降機構進行有限元分析做好了鋪墊。</p><p>　　第4章 雷達天線升降機構的力學分析</p><p><b>　　4.1 引言</b></p><p>　　

91、在第二、三章中，學習了隨機風載荷的計算和有限元建模的重要操作,那么在本章，將應用這些基本的理論知識對雷達天線升降機構進行力學分析，并研究此機構在8級、10級、12級風甚至在更大的風速下以及天線載荷的作用的下的桿件強度、舉升能力以及變形的結果。</p><p>　　車載雷達主要是由車座，自動調平機構，電子設備艙，升降機構，天線等組成。其中升降機構是主要承重件，要求把天線最大舉高25米，天線的自重在并且在8級大風（1

92、8m/s），10級狂風（25m/s），12級臺風（35m/s）的風載荷作用下，保持能夠正常運轉。</p><p>　　根據國內外現狀，升降機構通常采用的結構方式有桁架套疊式、套缸式、和剪叉式。本篇論文就是以七級剪叉結構為研究的對象進行力學分析的。目前來說，剪叉結構是在升降機構中應用最廣泛的一種升降機構，在固定和機動方面都有非常普遍的利用。其主要優(yōu)點是結構很簡單，升降的速度很快，一般能達到5~10米/分鐘。目前國內

93、使用的較為普遍的是十六米的升降機構，如要更高的高度就要求整個機構的加工精度和制作方式的提高，經過多方的調研和相關的計算，我認為采用剪叉式機構很好的符合了本論文要研究的對象。</p><p>　　4.2 雷達天線升降結構的有限元模型 </p><p>　　天線升降機構主要的作用就是在展開時將天線的組件舉升到大概25米左右的高處。機構采用的七級剪叉式結構，其主要的優(yōu)點

94、是結構可以非常的簡單，非?？焖俚氖辗?，還可以減少迎風的面積。</p><p>　　升降機構在升高到最高位置時，這時取與水平面成為53度的夾角，這時每根桿件的長度大致為4.2036米，取鉸接點距離為4.2米，桿件的總長為4.2米+0.25米=4.45米，根據這種尺寸進行建模。</p><p>　　如果要用有限元分析雷達天線升降機構，首先應該利用ANSYS軟件建立整個機構的力學模型。該雷達天線

95、升降機構采用了七級剪叉結構組合，主要是由支撐斜桿，撐桿和天線支架組成。</p><p>　　升降機構模型如下圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 （a）七級剪叉升降機構模型圖</p><p>　　圖4.1（b）七級剪叉升降機構模型主視圖</p><p>　　圖4.1（c） 七級剪叉升降機構模型側視圖</p><p&

96、gt;　　對于管單元、梁單元和殼單元等，ANSYS為了簡化力學模型，圖形上常顯示沒有截面的單元，因此操作者要自定義截面。如4.2下圖所示：</p><p>　　圖4.2（a） 升降機構部分模型圖</p><p>　　支撐斜桿材料的規(guī)格選?。哼x用高強度16Mn矩形管；規(guī)格為：250*100*6</p><p>　　圖4.2（b） 支撐斜桿的截面形狀</p>

97、<p>　　撐桿材料的規(guī)格選?。篞235圓管；規(guī)格為：80*5</p><p>　　圖4.2(c) 撐桿的截面形狀</p><p>　　支架材料的規(guī)格選?。篞235方管；規(guī)格為：150*50*5</p><p>　　圖4.2(d) 支架的截面形狀</p><p>　　因為雷達天線升降機構的桿件特點，在進行建模時，就選用了梁單元，

98、在ANSYS中選用了BEAM188單元，不用定義實參數，只定義截面就行。</p><p>　　BEAM188 — 三維線性有限應變梁單元</p><p><b>　　單元簡介：</b></p><p>　　BEAM188單元適合于分析從細長到中等粗短的梁,該單元基于Timoshenko梁理論，考慮剪切變形的影響。</p><

99、p>　　BEAM188是三維線性（2節(jié)點）的梁元件，每個節(jié)點具有六個或七個自由度，自由度的數量取決于值KEYOPT（1）的。當KEYOPT（1）= 0（缺省值），每個節(jié)點具有六個自由度：節(jié)點的旋轉坐標x，y，和周圍的平移的x，y和z中的z軸方向。當KEYOPT（1）= 1，每個節(jié)點有七個自由度，再引入第七自由度（橫截面翹曲）的。</p><p>　　本單元非常適合線性，大旋轉角和/或非線性大應變的問題,當N

100、LGEOM打開（ON）時，BEAM188默認情況下考慮應力剛化效應。應力剛化選項允許單元能分析彎曲，橫向和扭轉穩(wěn)定性（使用弧長特征值屈曲或倒塌分析方法）。</p><p>　　BEAM188可用于任何使用SECTYPE，SECDATA，SECOFFSET，SECWRITE和SECREAD定義的橫截面。該單元支持彈性，蠕變和塑性模型。與此單元相關的截面可以是各種參考材料。</p><p>　

101、　BEAM188將忽略任何實常數。參考SECCONTROLS命令來了解橫向剪切剛度的定義和附加質量的方法。</p><p>　　下圖4.3是本單元的示意圖：</p><p>　　圖4.3（a） 圖4.3（b）</p><p>　　BEAM189 —三維二次有限應變梁單元</p><p><b

102、>　　單元簡介：</b></p><p>　　BEAM189單元適于分析從細長到中等粗短的梁。該單元基于Timoshenko梁理論，考慮剪切變形的影響。</p><p>　　BEAM189是三維二次（3節(jié)點）梁單元，每個節(jié)點具有六個或七個自由度，自由度的數量取決于值KEYOPT（1）的。 KEYOPT（1）= 0（缺省值），每個節(jié)點具有六個自由度，即該節(jié)點的旋轉坐標x，y

103、，XZ關于平移方向和，y，z軸。 KEYOPT（1）= 1，每個節(jié)點有七個自由度，再引入第七自由度（橫截面翹曲）的。</p><p>　　這個單元非常適合線性，大角度轉動和/或非線性大應變問題的分析。當NLGEOM打開（ON）時，BEAM189默認情況下考慮應力剛化效應。應力剛化選項允許單元能分析彎曲，橫向和扭轉穩(wěn)定性（使用弧長特征值屈曲或倒塌分析方法）。</p><p>　　BEAM18

104、9可用于任何使用SECTYPE，SECDATA，SECOFFSET，SECWRITE和SECREAD定義的橫截面。本單元支持彈性，蠕變和塑性模型。與此單元相關的截面可以是各種參考材料。</p><p>　　BEAM189將忽略任何實常數。參考SECCONTROLS命令來了解橫向剪切剛度的定義和附加質量的方法。</p><p>　　下圖4.4是本單元的示意圖： </p><

105、;p>　　圖4.4（a） 圖4.4（b)</p><p>　　截面定義完以后，BEAM188單元可以直接讀取在前面我們所設定的截面的基本數據。因為模型中不同的桿件結構相互連接，在節(jié)點處必須加以耦合，使它們形成鉸接點，模擬實際自由度和約束的情況，然后就可以開始對此有限元模型進行網格劃分，因為選取的是梁單元，并且機構有三種桿件組成，分別對其劃分網格如下圖4.5所示：

106、</p><p>　　圖4.5 剪叉機構網格劃分部分圖</p><p><b>　　4.3 靜態(tài)分析</b></p><p>　　靜態(tài)分析主要就是分析在升降機構舉升重達到500㎏的天線，舉升的最大高度為25米時，整個升降機構在水平方向（x方向）的晃動量和在垂直方向（y方向）的下沉量，和整個機構的應力，判斷其是否在安全工作的范圍內，這也是雷達天線

107、升降機構的主要技術指標。</p><p>　　4.3.1 8級風載荷作用下機構的靜態(tài)分析</p><p>　　8級風為大風，風速為18m/s,根據第二章的公式得：</p><p>　　基本風壓：（kN/m2）</p><p><b>　　升降機構的風載荷：</b></p><p>　　在迎風側面取

108、值為+0.8，在背風側面取值為-0.5；</p><p><b>　　則風載荷標準值：</b></p><p>　　=1×（0.8+0.5）×1.42×0.2025</p><p>　　=0.374 kN/m2</p><p>　　機構的受風面積：S=4450×250×1

109、4+100×5000×3</p><p><b>　　=17.1 m2</b></p><p>　　升降機構所受風載荷為：</p><p>　　=0.374×17.1=6.40 kN</p><p>　　在第二章提到，此時把風載荷看成一種平均風進行計算，當風作用于升降機構時，可以把風的作用看

110、作為一種靜載荷。在進行模擬加載時，只需要利用已有公式直接計算出總體風載荷的大小。</p><p>　　然后把風載荷平均地加載到升降機構迎風側面的各個主要節(jié)點上，并在升降機構的頂端四個節(jié)點上平均加載天線的重量500kg，這就完成了整個機構的外載荷加載，然后就可以對升降機構進行ANSYS分析。</p><p>　　分析結果如下圖4.6所示：</p><p>　　圖4.6

111、（a） 升降機構在8級風作用下沿x方向的位移圖</p><p>　　由x方向位移圖可知，升降機構在x方向的位移從底部到頂端的位移越來越大，迎風側面的位移比背風側面的位移大，最大位移在背風面升降機構頂端，最大為0.m，即為1.4274cm，滿足整個升降機構在水平方向的晃動量要求。</p><p>　　圖4.6（b） 升降機構在8級風作用下沿y方向的位移圖</p><p&