本文關(guān)鍵詞：斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：斗輪堆取料機(jī)是一種大型連續(xù)式散料處理設(shè)備,因其機(jī)構(gòu)動(dòng)作靈活,對(duì)場(chǎng)地的要求相對(duì)較低和作業(yè)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),備受世界各國(guó)礦山、冶金和大型碼頭港口等行業(yè)的重視。但是,其針對(duì)某個(gè)具體項(xiàng)目、客戶要求、特殊工況等特定設(shè)計(jì)制造的特點(diǎn),斗輪堆取料機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)往往是單件小批量生產(chǎn)。在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天,隨著有限元分析、最優(yōu)化方法、可靠性設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的廣泛應(yīng)用,對(duì)散料輸送機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化與輕量化設(shè)計(jì),就顯得尤為迫切與至關(guān)重要。能設(shè)計(jì)出滿足客戶需求且又經(jīng)濟(jì)適用的產(chǎn)品,這對(duì)于企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新具有重要的意義,而對(duì)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的主要手段。本文是以DQL800/800.35斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)作為研究對(duì)象,通過CAD參數(shù)化技術(shù)建立了斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)的參數(shù)化模型,對(duì)其進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立和MATLAB優(yōu)化分析,在保證其強(qiáng)度、剛度的前提下,以重量最小為目標(biāo)函數(shù),解出配重坐標(biāo)和上部結(jié)構(gòu)鉸點(diǎn)的最佳放置方案,從而減輕了俯仰機(jī)構(gòu)的總重量,減少了生產(chǎn)成本。本文主要的研究工作和取得成果如下:1)研究了基于框架的自頂向下的CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)理念,并在斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)的CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。首先在EXCEL中構(gòu)建原始設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)參數(shù),同時(shí)在INVENTOR中構(gòu)建框架模型,并將原始驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)與框架模型中的設(shè)計(jì)參數(shù)實(shí)現(xiàn)無縫鏈接與數(shù)據(jù)通訊;在框架模型的基礎(chǔ)上建立三維結(jié)構(gòu)的數(shù)字化模型與工程圖;這樣改變EXCEL中的設(shè)計(jì)參數(shù)就可以直接驅(qū)動(dòng)俯仰機(jī)構(gòu)的三維模型。2)在研究了斗輪堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上,根據(jù)俯仰機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá)式的建立,設(shè)配重位置和上部鉸點(diǎn)為未知量,以各個(gè)部分滿足強(qiáng)度剛度設(shè)計(jì)要求為約束,列出俯仰機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系方程式,最終列出上部總重的數(shù)學(xué)表達(dá)式,以總重最小為目標(biāo)函數(shù),用MATLAB進(jìn)行運(yùn)算,調(diào)整幾何模型,得出最優(yōu)解,即在保證俯仰機(jī)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度的情況下,合理布置配重和上部結(jié)構(gòu)鉸點(diǎn)位置,使俯仰機(jī)構(gòu)受力情況最好,總重最輕,從而達(dá)到降低制造成本的目的。3)研究了斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)功能,受力情況及有限元分析和優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù),利用ANSYS對(duì)俯仰機(jī)構(gòu)受力邊界條件與材料設(shè)置等參數(shù)進(jìn)行前置化處理,將數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解值求帶入三維模型,進(jìn)行靜力分析校核,進(jìn)一步驗(yàn)證其優(yōu)化結(jié)果的合理性,證明優(yōu)化后結(jié)構(gòu)仍能夠滿足設(shè)計(jì)和使用要求。本課題的研究成果,可以很好的應(yīng)用到散料輸送機(jī)械的設(shè)計(jì)領(lǐng)域,增加整機(jī)的穩(wěn)定性,大幅度的降低產(chǎn)品生產(chǎn)制造成本,具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：斗輪機(jī)俯仰機(jī)構(gòu) CAD參數(shù)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化分析 軟件平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH22
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 斗輪堆取料機(jī)簡(jiǎn)介10-13
• 1.2 斗輪堆取料機(jī)國(guó)內(nèi)外研究狀況13-14
• 1.3 選題意義14-15
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)三維參數(shù)化設(shè)計(jì)17-27
• 2.1 參數(shù)化CAD設(shè)計(jì)平臺(tái)17-19
• 2.1.1 軟件平臺(tái)選擇17-18
• 2.1.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)流程圖18-19
• 2.2 三維參數(shù)化數(shù)模與工程圖技術(shù)19-20
• 2.2.1 自頂向下的設(shè)計(jì)方法19
• 2.2.2 三維參數(shù)化數(shù)模技術(shù)19-20
• 2.2.3 二維工程圖參數(shù)化技術(shù)20
• 2.3 斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)案例20-26
• 2.3.1 框架搭建21-22
• 2.3.2 衍生設(shè)計(jì)信息22-23
• 2.3.3 基于衍生信息進(jìn)行的零件設(shè)計(jì)23-24
• 2.3.4 模型的參數(shù)化更改24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 俯仰機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型的建立和求解27-39
• 3.1 MATLAB優(yōu)化設(shè)計(jì)方法27-30
• 3.2 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立30-33
• 3.3 基于MATLAB的優(yōu)化方程組求解33-37
• 3.4 優(yōu)化成果分析37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 斗輪堆取料機(jī)俯仰機(jī)構(gòu)有限元分析39-54
• 4.1 俯仰機(jī)構(gòu)有限元靜力分析方案及強(qiáng)度準(zhǔn)則39-42
• 4.1.1 俯仰結(jié)構(gòu)有限元靜力分析方法39-40
• 4.1.2 強(qiáng)度準(zhǔn)則40-42
• 4.2 分析理論基礎(chǔ)有限元法簡(jiǎn)介42-47
• 4.2.1 有限單元法概述42-43
• 4.2.2 有限單元法理論基礎(chǔ)43-47
• 4.3 斗輪堆取料機(jī)俯仰結(jié)構(gòu)的靜態(tài)分析47-53
• 4.3.1 俯仰機(jī)構(gòu)的邊界處理48-49
• 4.3.2 俯仰結(jié)構(gòu)的剛度計(jì)算結(jié)果49-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論與展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 致謝59

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：269227