【摘要】： 岸邊集裝箱起重機(jī)是集裝箱碼頭前沿裝卸集裝箱船舶的專用起重機(jī)。世界航運(yùn)的發(fā)展,運(yùn)輸船隊(duì)不斷呈現(xiàn)大型化趨勢(shì)。巴拿馬、超巴拿馬型運(yùn)輸船已經(jīng)廣泛運(yùn)用。為了適應(yīng)貨運(yùn)量的激增及船舶大型化對(duì)裝卸速度的迫切要求,岸邊集裝箱起重機(jī)正向高效、大型化的方向發(fā)展,岸橋的尺寸和重量也在不斷的增加。在進(jìn)行岸邊集裝箱起重機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),如何合理利用材料,減輕整機(jī)自重,減小對(duì)碼頭的輪壓,提高產(chǎn)品安全性和質(zhì)量,降低成本有著重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。岸橋的前大梁是主要承受移動(dòng)載荷構(gòu)件,提高其承載能力和減輕重量更為重要。另一方面,隨著集裝箱運(yùn)輸船舶大型化的蓬勃發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,岸橋的主要參數(shù)不斷的提高,從而使得越來(lái)越多的岸橋設(shè)計(jì)采用雙拉桿的形式。 對(duì)于雙拉桿結(jié)構(gòu),由于是一次超靜定結(jié)構(gòu),其內(nèi)力與變形的計(jì)算都比單拉桿時(shí)的求解要復(fù)雜。目前岸邊集裝箱起重機(jī)設(shè)計(jì)主要還是參照已有的機(jī)型,結(jié)構(gòu)、板厚的參數(shù)變化不大,造成許多不必要的浪費(fèi),并且岸橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,CAD輔助設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是作為設(shè)計(jì)后的校核工具,沒(méi)有充分發(fā)揮其作用。論文針對(duì)岸邊集裝箱起重機(jī)的特點(diǎn),基于有限元分析軟件ANSYS的APDL參數(shù)化建模的基礎(chǔ)上,著重對(duì)拉桿的吊點(diǎn)位置、前大梁結(jié)構(gòu)尺寸及減輕前大梁重量進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析,從而使前大梁受力合理,在滿足強(qiáng)度、剛度的條件下,使其自重降低�？紤]到前大梁及前拉桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)變量數(shù)目多,本文進(jìn)行兩次優(yōu)化。首先采用最優(yōu)梯度法對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行敏感度分析。參考敏感度分析的結(jié)果,進(jìn)行設(shè)計(jì)變量篩選,對(duì)敏度大的設(shè)計(jì)變量再次采用一階優(yōu)化工具進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。為了更符合工程實(shí)際,對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行圓整。 岸橋拉桿系統(tǒng)一直依賴經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法,這種經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法往往設(shè)計(jì)效率不高,不具備前瞻性,比如設(shè)計(jì)制造的拉桿系統(tǒng)在前大梁俯仰過(guò)程中內(nèi)、外前拉桿在折疊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生干涉等情況。通過(guò)對(duì)拉桿系統(tǒng)俯仰過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)分析,得到其運(yùn)動(dòng)軌跡參數(shù)。基于設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果和SolidWorks參數(shù)化建模,進(jìn)行干涉檢查。
【圖文】：

口的生產(chǎn)力水平[’]。1.1.2岸邊集裝箱起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)岸邊集裝箱起重機(jī)(如圖1一1所示)的形式依據(jù)其作業(yè)特性和操作功能而定。目前，全球的岸邊集裝箱起重機(jī)因制造廠、碼頭具體情況不同而呈現(xiàn)不同樣式，但其基本形式差別不大。前大梁、后大梁由海側(cè)、陸側(cè)門框支撐，并通過(guò)與梯形架連接的前后拉桿進(jìn)行懸掛，海側(cè)、陸側(cè)門框由斜撐、門框橫梁連接在一起，運(yùn)行小車通過(guò)起升鋼絲繩懸掛專用集裝箱吊具，并沿著安裝在前大梁、后大梁上的軌道前后運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電氣設(shè)備一般放置在后大梁上，為方便司機(jī)操作，，司機(jī)室一般布置在運(yùn)行小車后下部并隨小車運(yùn)行。對(duì)于高速型岸橋，還裝有吊具減搖裝置。介口

管結(jié)構(gòu)、箱梁結(jié)構(gòu)、H形結(jié)H形結(jié)構(gòu)，也有采用箱型結(jié)，拉桿的結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖1一2。本文中主要針對(duì)前拉桿系統(tǒng)，主要包括前大梁、構(gòu)構(gòu)前拉桿和海側(cè)梯形架。近年來(lái)，降低營(yíng)運(yùn)成本裝箱船的要求用單拉桿形式和穩(wěn)定性要求圖1一2拉桿的結(jié)構(gòu)形式國(guó)際航運(yùn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，各業(yè)主都在試圖通過(guò)各種方式來(lái)由此出現(xiàn)了超巴拿馬型集裝箱船。為了滿足裝卸這種超寬型集需要大大加長(zhǎng)岸邊集裝箱裝卸橋的外伸距。如果其前大梁仍采，那么在同樣大小的承載能力下，為了滿足前大梁的強(qiáng)度、剛度，所需要的前大梁截面尺寸就很大，隨著集裝箱運(yùn)輸船舶大型化的蓬勃發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，岸橋的主要參數(shù)不斷的提高，使得越來(lái)越多的岸橋設(shè)計(jì)采用雙拉桿的形式(如圖1一3)。通過(guò)合理地確定H、梁的應(yīng)力分布，從而減輕前大梁的自重。a、b的尺寸
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH218;U653.921

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本文編號(hào)：2656586