本文選題：橋式起重機(jī)　切入點(diǎn)：摸態(tài)分析　出處：《中南林業(yè)科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,我國橋式起重機(jī)在大噸位和大跨度方面的需求與日俱增,結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)是起重機(jī)制造材料剛強(qiáng)度水平大幅提升形勢(shì)下的必然要求。同時(shí)為了提高暴露在振動(dòng)環(huán)境下的起重機(jī)操控人員的舒適性和其作業(yè)效率,起重機(jī)設(shè)計(jì)過程中必須要考慮振動(dòng)幅值及振動(dòng)衰減時(shí)間因素,因此針對(duì)現(xiàn)代起重機(jī)動(dòng)剛度的分析與優(yōu)化工作顯得尤為重要。本文首先利用三維建模軟件AutoCAD建立某雙梁大跨度單小車橋式起重機(jī)的全鋼結(jié)構(gòu)模型,基于Hypermesh網(wǎng)格生成平臺(tái)對(duì)簡(jiǎn)化后的起重機(jī)幾何模型進(jìn)行了拓?fù)浜侠淼木芫W(wǎng)格劃分�；谀_本語言Python對(duì)Abaqus進(jìn)行了二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模。從而建立了大跨度橋式起重機(jī)主梁的有限元仿真模型并對(duì)仿真模型進(jìn)行了校核;其次對(duì)大跨度橋式起重機(jī)的靜態(tài)剛強(qiáng)度和動(dòng)剛度進(jìn)行了分析,并對(duì)橋式起重機(jī)動(dòng)剛度主要影響因素進(jìn)行了分析:基于Abaqus中Frequency子步分析了小車位置和端梁支撐剛度影響下起重機(jī)前六階的模態(tài)特征和模態(tài)頻率。分析了起重機(jī)動(dòng)剛度的值及各因素的影響機(jī)理;然后對(duì)橋式起重機(jī)動(dòng)剛度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了建立:基于腳本語言Python對(duì)Abaqus主梁參數(shù)化建模和動(dòng)靜態(tài)特性計(jì)算,并對(duì)系統(tǒng)的分析結(jié)果進(jìn)行篩選和提取,最終成功地將起重機(jī)主梁尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程集成到多學(xué)科設(shè)計(jì)平臺(tái)ISight,選用ISight平臺(tái)的多島遺傳算法對(duì)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解尋優(yōu);最后,基于ISight平臺(tái)對(duì)某48m大跨度雙梁橋式起重機(jī)進(jìn)行動(dòng)剛度和質(zhì)量的雙目標(biāo)優(yōu)化,通過設(shè)立目標(biāo)函數(shù)、約束條件和多島遺傳算法相關(guān)參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的自動(dòng)求解,獲得主梁截面尺寸的最優(yōu)解,從而達(dá)到改善動(dòng)態(tài)性能和結(jié)構(gòu)輕量化的目標(biāo)。最終優(yōu)化結(jié)果顯示:系統(tǒng)動(dòng)剛度從原來的2.27Hz增加至2.67Hz,增加幅度到17.62%,結(jié)構(gòu)重量從原來的55.88ton降至52.58ton,降低幅度達(dá)5.91%。本文最終獲得的結(jié)果為能同時(shí)滿足起重機(jī)強(qiáng)度、剛度和動(dòng)態(tài)特性和輕量化需求的最優(yōu)解,這能為橋式起重機(jī)的主梁動(dòng)靜特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供方法支持,最終實(shí)現(xiàn)減少起重機(jī)自重和改善系統(tǒng)動(dòng)剛度的目的。
[Abstract]:In recent years, the demand of bridge cranes in China for large tonnage and span has been increasing day by day. The lightweight design of the structure is the inevitable requirement of crane manufacturing material under the condition of greatly increasing the level of rigid strength. Meanwhile, in order to improve the comfort and working efficiency of crane operators exposed to vibration environment, The factors of vibration amplitude and vibration attenuation time must be considered in the design process of crane. Therefore, it is very important to analyze and optimize the dynamic stiffness of modern cranes. Firstly, the whole steel structure model of a large span crane with double beam and single trolley bridge is established by using 3D modeling software AutoCAD in this paper. Based on the Hypermesh grid generation platform, the simplified geometric model of crane is divided into precise meshes with reasonable topology. Based on the script language Python, the secondary development of Abaqus is carried out. The parameterized modeling of crane bridge structure is realized, and the finite element simulation model of the main girder of long span bridge crane is established, and the simulation model is checked. Secondly, the static rigid-strength and dynamic stiffness of long-span bridge crane are analyzed. The main factors affecting the dynamic stiffness of the bridge crane are analyzed. Based on the Frequency sub-step in Abaqus, the modal characteristics and modal frequencies of the first six stages of the crane under the influence of the position of the trolley and the support stiffness of the end beam are analyzed. The value of stiffness and the influence mechanism of each factor; Then the mathematical model of dynamic stiffness optimization of bridge crane is established: parametric modeling and dynamic and static characteristic calculation of Abaqus main girder are made based on script language Python, and the analysis results of the system are screened and extracted. Finally, the optimization design process of crane main girder size is integrated into the multi-disciplinary design platform ISight.The optimization mathematical model is solved by multi-island genetic algorithm based on ISight platform. Based on the ISight platform, the dynamic stiffness and mass of a 48m large-span double-beam crane are optimized. By setting up objective function, constraints and parameters related to multi-island genetic algorithm, the optimization mathematical model can be solved automatically. The optimal solution of the cross section size of the main beam is obtained. The optimization results show that the dynamic stiffness of the system increases from the original 2.27Hz to 2.67 Hz, and increases to 17.62%, and the weight of the structure decreases from the original 55.88ton to 52.58 tonnage, and decreases by 5.91%. The final result is that the crane strength can be satisfied at the same time, The optimal solution of stiffness, dynamic characteristics and lightweight requirements can provide method support for the optimization design of the dynamic and dynamic characteristics of the main girder of the bridge crane, and finally achieve the purpose of reducing the crane weight and improving the dynamic stiffness of the system.
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH215

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳南,郭希紅;纜索結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的軸向主動(dòng)剛度控制[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào);1999年06期

2 賀小龍;張立民;孫現(xiàn)亮;張艷斌;;增加車門對(duì)列車車體垂彎動(dòng)剛度的影響[J];噪聲與振動(dòng)控制;2014年02期

3 吳開豐;戴馳;成亞南;龔侃;姜勇;;影響車身后拖曳臂接附點(diǎn)動(dòng)剛度因素研究[J];汽車科技;2014年03期

4 馬龍海;張艷華;;風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)動(dòng)剛度設(shè)計(jì)分析[J];電力勘測(cè)設(shè)計(jì);2011年03期

5 李小娟;梁依然;魏偉;范澤;;焊接組合鋼梁動(dòng)剛度的實(shí)驗(yàn)研究[J];四川建筑;2012年05期

6 烏秀春;李靜紅;;側(cè)碰傳感器安裝位置動(dòng)剛度分析與優(yōu)化[J];上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào);2013年Z1期

7 田紅亮;趙春華;朱大林;秦紅玲;劉芙蓉;劉先名;;整個(gè)螺栓結(jié)合部的法向連接動(dòng)剛度及試驗(yàn)驗(yàn)證[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2012年09期

8 雷曉波;廖明夫;魯鵬;石斌;;一種測(cè)量轉(zhuǎn)子動(dòng)剛度的方法及應(yīng)用[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年15期

9 劉建磊;馬蒙;柯在田;孫寧;;橋梁基樁動(dòng)剛度影響因素分析[J];鐵道建筑;2014年04期

10 歐鳴雄;王巖;嚴(yán)建華;盛絳;;立式循環(huán)泵結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度對(duì)轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性的影響[J];核動(dòng)力工程;2013年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 王山山;邱玲;徐煒;;結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度的測(cè)試及損傷對(duì)其影響[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 劉艷;張欣;;舵系統(tǒng)動(dòng)剛度試驗(yàn)研究[A];第十屆全國空氣彈性學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議論文集[C];2007年

3 聶春紅;溫樹文;;轎車側(cè)碰傳感器B柱安裝點(diǎn)動(dòng)剛度模擬分析及改進(jìn)[A];第八屆中國CAE工程分析技術(shù)年會(huì)暨2012全國計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì)論文集[C];2012年

4 白玉儒;李賢徽;;平板點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)直接場(chǎng)動(dòng)剛度陣的半解析算法[A];第四屆全國船舶與海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 朱若燕;謝一魁;李厚民;宋庭新;;汽車傳動(dòng)軸減振器靜動(dòng)剛度測(cè)試分析[A];第七屆全國MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（二）[C];2007年

6 茍曉龍;王曉偉;;角接觸球軸承的動(dòng)力學(xué)建模及動(dòng)剛度特性分析[A];第11屆全國轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)（ROTDYN2014）論文集（上冊(cè)）[C];2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周乃明;動(dòng)剛度法在既有承臺(tái)—樁基檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 張超寧;直線電機(jī)伺服系統(tǒng)伺服動(dòng)剛度分析及測(cè)試技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 耿笑;樁基動(dòng)剛度在低應(yīng)變檢測(cè)中的影響因素研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 黃琦;超高速凸輪軸磨床整機(jī)動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)剛度研究[D];湖南科技大學(xué);2016年

5 張偉;電動(dòng)式扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度測(cè)試儀測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2015年

6 顧張祺;電動(dòng)式扭轉(zhuǎn)動(dòng)剛度測(cè)試儀加載臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2015年

7 譚云波;大跨度雙梁橋式起重機(jī)動(dòng)剛度分析及優(yōu)化[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2017年

8 薛碧潔;索梁結(jié)構(gòu)的熱致振動(dòng)及動(dòng)剛度分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

9 李勇軍;基于ANSYS對(duì)工裝動(dòng)剛度的有限元分析[D];電子科技大學(xué);2011年

10 張維維;動(dòng)剛度在基樁動(dòng)測(cè)中的應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：1676985