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机电院 | 使用Y-GAMA进行汽车盘道的全参数化建模

盈建科  · 公众号  ·  · 2025-03-31 17:00

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作者:

上海市机电设计研究院有限公司 贺振

汽车盘道多用于多层物流仓库和多层厂房,其螺旋上升的形状,与普通有楼层的建筑有很大不同。我院以前建模过程是先计算各梁柱交点坐标,然后在CAD中,沿坡向逐段绘制斜线和螺旋线,形成环向梁线,再绘制径向梁线、柱线,并通过旋转、复制等形成整体线模。线模形成后,导入中转软件3D3S,在3D3S中给线模赋以构件形成结构模型,再导入YJK软件进行盘道板布置和荷载布置。整个过程中,如果业主需求有变化,如车行净高、盘道斜率、盘道半径、盘道净宽变化等,必须重复上述步骤。虽然点坐标可用表格计算生成,并在CAD中自动画部分梁线,但仍有部分梁线和柱线还需要靠手工,效率较低且易出错。

而Y-GAMA有非常强大的参数化建模功能,完全可以对汽车盘道做到全参数化建模。

对汽车盘道结构模型进行参数化分解,共分3类参数,即盘道线模几何参数、盘道构件截面及荷载参数和盘道板厚度及荷载参数,共21个参数,如下图。

主要步骤为点坐标计算、线模生成、mesh生成、赋予线模构件截面及荷载、赋予mesh蒙皮及荷载。

以盘道投影中心为原点计算坐标,线模生成的思路大致如下:

1. 按盘道外周半径、盘道宽、直线段跨数、直线段跨度、圆弧段跨数、圆弧跨内分段数及坡度计算沿盘道中线半周的直线段及圆弧段的点坐标,得到相应点列表;

2. 将1的直线段、圆弧段点分别用非均匀缩放卡片得到半周的盘道内外圈的直线段及圆弧段的点坐标,得到相应点列表;

3. 将1、2的点旋转180°并沿Z平移半周上升高度,并接到1、2的点列表后,得到一周的3列点列表;

4. 连接3的点列得到盘道中心、内外圈一周的梁线,如入口数为2,则将梁线旋转180°复制;

5. 按环绕周数沿Z向上将4的梁线按层高列表平移复制,得到全部的内外圈梁线;

6. 同理得到全部的盘道中心线梁线;

7. 按1的方法求内外圈柱的平面位置,再沿Z向上平移层高高度,连接成1层高度的内外圈柱线;

8. 将7得到的内外圈柱线分别与4得到的内外周梁线用线线相交卡片求出交点,内外圈相应位置交点相连,得到径向梁线;

9. 将8得到的交点按层高列表平移复制,得到全部的内外圈梁柱交点,将这些交点按内外圈柱的平面位置分组,并按Z坐标排序,将组内的点依次连接,得到全部内外圈的柱线。

mesh生成方法类似,且可直接利用2的点,先生成半周的mesh,再旋转180°平移复制,得到一周的mesh,再根据环绕周数和入口数进行平移、旋转复制,得到整个盘道的mesh。

具体卡片比较繁琐(其实是有点乱哈),不一一列举,主要如下:

有兴趣的朋友可以打开卡包看。卡包如下图,可以直接使用。为了看上去整齐划一,所有参数都采用了数字滑动条,也便于对梁、柱截面进行优化。

项目实例采用的绕两周、两个入口的盘道线模和YJK模型如下图:

当直线段跨数为0时,即退化为双螺旋结构,如上图。

需要说明的是,本人没有编程经验,卡片的组织纯按便于自己理解的思路进行,效率不够高,有重复计算存在,数据结构卡片利用也不够充分,希望高手优化后分享出来。

Y-GAMA提供了非常丰富的可能性,本文仅反映了一个小小的应用。

在编卡片的过程中也一直得到GAMA团队的悉心指导,非常感谢!
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