橋式起重機(jī)是國內(nèi)普遍使用的生產(chǎn)建設(shè)用機(jī)械產(chǎn)品,主梁作為其主要承載構(gòu)件往往占據(jù)了較大的自重。在保證結(jié)構(gòu)使用安全的前提下,適當(dāng)降低主梁重量,能夠有效節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本和鋼鐵資源。本文以國內(nèi)某企業(yè)生產(chǎn)的32t/25.5m橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)為研究對象,將拓?fù)鋬?yōu)化和相似理論相結(jié)合,對原型主梁進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化和系列設(shè)計(jì),最后對所得到的系列新型主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元驗(yàn)證。本文做了以下工作:1、根據(jù)32t/25.5m橋式起重機(jī)主梁的基本結(jié)構(gòu),基于極限狀態(tài)法對主梁進(jìn)行載荷計(jì)算;采用HyperMesh對主梁進(jìn)行參數(shù)化建模;最后分別在五種典型工況下對該主梁進(jìn)行了有限元分析計(jì)算,得到了主梁在極限狀態(tài)下應(yīng)力和變形的分布情況。2、以主梁在五種典型工況下對應(yīng)的柔度最小為目標(biāo)函數(shù),結(jié)合SIMP變密度法與數(shù)學(xué)折衷規(guī)劃優(yōu)化法,建立了橋式起重機(jī)偏軌箱形主梁多工況拓?fù)鋬?yōu)化模型;通過有限元分析計(jì)算,得到了滿足五種典型工況的起重機(jī)主梁最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);結(jié)合制造工藝要求,經(jīng)過重構(gòu)確定出主梁的最佳承載結(jié)構(gòu)形式,并設(shè)計(jì)出新型開孔式腹板主梁結(jié)構(gòu)。3、以新型32t/25.5m開孔式腹板主梁結(jié)構(gòu)為基型,使用相似設(shè)計(jì)方法分析主梁尺寸參數(shù)與載荷間的關(guān)系...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 多工況拓?fù)鋬?yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.2.3 結(jié)構(gòu)系列設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 起重機(jī)主梁優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.3 課題的來源、意義和研究內(nèi)容
2 拓?fù)鋬?yōu)化與結(jié)構(gòu)系列設(shè)計(jì)概述
    2.1 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)理論
        2.1.1 拓?fù)鋬?yōu)化的一般流程
        2.1.2 靈敏度分析
        2.1.3 近似模型擬合
        2.1.4 迭代尋優(yōu)原理
        2.1.5 收斂條件
    2.2 基于OptiStruct的主梁拓?fù)鋬?yōu)化概述
        2.2.1 棋盤格現(xiàn)象
        2.2.2 網(wǎng)格依賴性現(xiàn)象
        2.2.3 灰度單元現(xiàn)象
        2.2.4 對稱約束
    2.3 結(jié)構(gòu)系列設(shè)計(jì)理論與方法
        2.3.1 系列設(shè)計(jì)概述
        2.3.2 系列設(shè)計(jì)基本方法
    2.4 本章小結(jié)
3 橋式起重機(jī)參數(shù)化有限元分析
    3.1 橋式起重機(jī)主梁基本結(jié)構(gòu)
        3.1.1 橋式起重機(jī)主梁基本結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)
        3.1.2 橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計(jì)要求
        3.1.3 起重機(jī)的載荷工況組合
        3.1.4 起重機(jī)應(yīng)用極限狀態(tài)法的載荷計(jì)算
    3.2 基于Tcl/Tk的橋式起重機(jī)參數(shù)化建模
        3.2.1 Tcl/Tk語言簡介
        3.2.2 橋式起重機(jī)主梁模型的部分簡化
        3.2.3 橋式起重機(jī)主梁參數(shù)化建模
        3.2.4 主梁模型有限元分析前處理操作
    3.3 橋式起重機(jī)主梁有限元分析結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
4 橋式起重機(jī)主梁多工況拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 變密度法材料插值模型
    4.2 主梁多工況拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型
    4.3 基于OptiStruct的主梁多工況拓?fù)鋬?yōu)化
    4.4 主梁多工況拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果
    4.5 新型主梁結(jié)構(gòu)的重建與分析
        4.5.1 新型主梁結(jié)構(gòu)的重建
        4.5.2 新型主梁結(jié)構(gòu)的分析與有限元驗(yàn)證
    4.6 新型主梁的輕量化設(shè)計(jì)
    4.7 本章小結(jié)
5 橋式起重機(jī)主梁的系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.1 主梁的相似關(guān)系分析
    5.2 主梁的系列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.3 變型橋式起重機(jī)主梁設(shè)計(jì)與有限元驗(yàn)證
        5.3.1 20t/19.5m橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 50t/31.5m橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)分析
        5.3.3 三種系列主梁優(yōu)化結(jié)構(gòu)的對比分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝



本文編號(hào)：3773140