起重機(jī)械是現(xiàn)代化生產(chǎn)中必不可少的運(yùn)輸工具。目前國內(nèi)的橋式起重機(jī),其結(jié)構(gòu)尺寸一般都較國外同型號同噸位產(chǎn)品大許多,產(chǎn)生材料浪費(fèi)問題。其原因除材料上有差別外,主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計不同造成的,因此首先對橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并提出了優(yōu)化設(shè)計方案,減少了材料浪費(fèi)。 起重機(jī)主梁作為焊接鋼結(jié)構(gòu),在其制造過程中,焊接工藝占很大的比重。如果焊接工藝設(shè)計不適當(dāng),焊接殘余變形有可能導(dǎo)致拱度不足,甚至引起下?lián)?這會嚴(yán)重影響起重機(jī)的安全運(yùn)行,對人身和財產(chǎn)安全造成危害。為此,又對橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)的焊接過程進(jìn)行研究,采用數(shù)值模擬分析了焊接工藝參數(shù)對起重機(jī)主梁撓度的影響。 為實(shí)現(xiàn)以上目的,首先利用ANSYS軟件,在橋式起重機(jī)起重量和跨度一定情況下,對箱型主梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,并采用其中的優(yōu)化程序?qū)χ髁哼M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,以達(dá)到在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下耗材最少的目的,得出了主梁的最優(yōu)化設(shè)計結(jié)果,重量減輕了27%,效果明顯;然后采用熱力耦合及生死單元技術(shù),選取分段移動串熱源模型,對L型鋼板進(jìn)行焊接模擬,并給予實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;在此基礎(chǔ)上按優(yōu)化后的主梁結(jié)構(gòu)尺寸建立主梁模型,進(jìn)行了主梁蓋板和腹板的焊接模擬,分析了焊接順序?qū)χ髁簱隙鹊挠绊?并...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 橋式起重機(jī)概述
    1.2 課題的背景和意義
    1.3 本課題的國內(nèi)外研究
        1.3.1 優(yōu)化設(shè)計方法
        1.3.2 焊接熱分析和應(yīng)力變形的研究進(jìn)展
    1.4 本論文的主要工作
第2章 橋式起重機(jī)主梁的結(jié)構(gòu)分析
    2.1 有限元法及有限元軟件ANSYS
        2.1.1 有限元法的基本理論
        2.1.2 有限元法的計算過程及其優(yōu)缺點(diǎn)
        2.1.3 有限元軟件ANSYS 概述
    2.2 橋式起重機(jī)各項(xiàng)參數(shù)
        2.2.1 箱型主梁結(jié)構(gòu)尺寸及材料選用
        2.2.2 主梁結(jié)構(gòu)尺寸校核計算
    2.3 橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)分析
        2.3.1 單元選擇
        2.3.2 建模和劃分網(wǎng)格
        2.3.3 施加載荷并求解
        2.3.4 網(wǎng)格密度對結(jié)果的影響
        2.3.5 主梁跨中應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 橋式起重機(jī)箱型主梁優(yōu)化設(shè)計
    3.1 優(yōu)化設(shè)計的概述
        3.1.1 優(yōu)化方法的分類及其數(shù)學(xué)模型
        3.1.2 優(yōu)化設(shè)計的過程及APDL 語言
    3.2 橋式起重機(jī)主梁的優(yōu)化設(shè)計
        3.2.1 主梁的參數(shù)化建模
        3.2.2 提取并制定優(yōu)化變量
        3.2.3 優(yōu)化結(jié)果分析
    3.3 優(yōu)化結(jié)果校核
        3.3.1 主梁的強(qiáng)度校核
        3.3.2 主梁的剛度校核
        3.3.3 主梁的穩(wěn)定性校驗(yàn)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 箱型主梁蓋板和腹板的焊接數(shù)值模擬
    4.1 焊接模擬的有限元分析理論
        4.1.1 焊接有限元分析特點(diǎn)
        4.1.2 焊接溫度場和應(yīng)力場的分析理論
        4.1.3 基于ANSYS 的計算流程
    4.2 主梁焊接模擬難點(diǎn)及熱源的選擇
        4.2.1 主梁拱度的影響極其控制措施
        4.2.2 大型構(gòu)件焊接模擬的難點(diǎn)
        4.2.3 分段移動串行熱源模型
    4.3 采用分段熱源的L 型焊接模擬
        4.3.1 建立有限元模型
        4.3.2 施加邊界條件和移動載荷
        4.3.3 溫度場結(jié)果分析
        4.3.4 應(yīng)力場求解
        4.3.5 L 形接頭焊接實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.4 箱型梁的蓋板腹板焊接數(shù)值模擬
        4.4.1 建立有限元模型
        4.4.2 熱源加載計算
        4.4.3 計算結(jié)果及分析
        4.4.4 主梁焊接撓曲變形的理論計算
        4.4.5 模擬值與理論值對比
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3829903