本文關(guān)鍵詞：橋式起重機薄板箱型梁結(jié)構(gòu)快速建模分析與優(yōu)化

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【摘要】：橋式起重機廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域,用戶對起重機產(chǎn)品的需求量不斷增多、并且提高了對使用性能的要求。目前,我國多數(shù)起重機生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計方面還是以繪制二維工程圖進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計為主,該方法設(shè)計目標(biāo)的直觀性差,導(dǎo)致有錯誤也很難找到�，F(xiàn)在三維CAD軟件的運用對于產(chǎn)品設(shè)計來說已經(jīng)成為不可或缺的設(shè)計流程,用此軟件易于發(fā)現(xiàn)與修改在設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤,同時還縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期,有的軟件還具有有限元法等數(shù)值分析功能,這樣就使設(shè)計產(chǎn)品的準(zhǔn)確度和效率都有所提高,這些都符合目前我國起重機行業(yè)設(shè)計產(chǎn)品方法的發(fā)展需求。本文通過對橋式起重機薄板箱型梁結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析研究,以Visual Basic6.0編譯語言為基礎(chǔ)對三維設(shè)計軟件Solid Works進(jìn)行了二次開發(fā),對橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)的主梁與端梁進(jìn)行參數(shù)化建模設(shè)計,并進(jìn)行裝配,實現(xiàn)了薄板焊接橋架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化快速與精準(zhǔn)設(shè)計。本文設(shè)計的系統(tǒng)軟件只需將橋式起重機結(jié)構(gòu)必要的設(shè)計參數(shù)從可視化界面輸入,系統(tǒng)就能自動生成實體三維設(shè)計模型。若生成的三維裝配體模型滿足構(gòu)造要求,則將模型導(dǎo)入ANSYS Workbench軟件中進(jìn)行分析。本文以320t橋式起重機為例,對其小車滿載時大車起(制)動工況和跨中垂直起吊貨物工況進(jìn)行靜力學(xué)分析與結(jié)果的比較,用這兩種工況的分析結(jié)果來校核結(jié)構(gòu)的靜強度和靜剛度。對橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析、得出結(jié)構(gòu)的前四階模態(tài)的固有頻率以及對應(yīng)的振型圖。再對橋式起重機主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定性分析,得出局部失穩(wěn)的屈曲形態(tài),實現(xiàn)合理的筋板與肋板設(shè)計,滿足薄板箱型梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求。最后以主梁的質(zhì)量最輕為優(yōu)化目標(biāo),對橋式起重機的主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行減重優(yōu)化設(shè)計。工程實例表明,本文采用的設(shè)計方法是實現(xiàn)起重機結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)快速設(shè)計的實用而有效的方法。
【關(guān)鍵詞】：橋式起重機 薄壁箱型梁結(jié)構(gòu) 三維建模 力學(xué)性能 減重優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH215
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 橋式起重機的發(fā)展9-11
• 1.2 選題的背景與意義11-12
• 1.3 本研究的主要內(nèi)容12-13
• 第二章 橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)快速建模系統(tǒng)13-28
• 2.1 建模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13-14
• 2.2 參數(shù)化建模系統(tǒng)集成14-17
• 2.2.1 建模方法14-16
• 2.2.2 編程語言16
• 2.2.3 可視化語言與實體建模平臺集成16-17
• 2.3 模塊化設(shè)計17-19
• 2.4 橋架結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計19-27
• 2.4.1 參數(shù)化建模中使用到的API函數(shù)：20-22
• 2.4.2 橋架主梁的模塊設(shè)計22-23
• 2.4.3 主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊23-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 橋式起重機結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能分析28-50
• 3.1 SOLID186結(jié)構(gòu)實體單元28-29
• 3.2 橋架結(jié)構(gòu)的強度與剛度準(zhǔn)則29-30
• 3.3 橋架結(jié)構(gòu)靜力特性分析30-39
• 3.3.1 靜態(tài)分析理論30-31
• 3.3.2 橋式起重機載荷31-32
• 3.3.3 橋架結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃模型32-33
• 3.3.4 橋架模型載荷與約束的施加33
• 3.3.5 橋架結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析結(jié)果與討論33-39
• 3.4 橋架結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析39-43
• 3.4.1 模態(tài)分析理論39
• 3.4.2 橋式起重機結(jié)構(gòu)模態(tài)分析39-42
• 3.4.3 橋式起重機結(jié)構(gòu)動態(tài)剛度的校核42-43
• 3.5 橋架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析43-49
• 3.5.1 平衡狀態(tài)分支型失穩(wěn)44
• 3.5.2 極值點失穩(wěn)44
• 3.5.3 穩(wěn)定性問題的判定準(zhǔn)則44-45
• 3.5.4 遵循規(guī)范的主梁腹板局部穩(wěn)定性驗算45-46
• 3.5.5 橋架結(jié)構(gòu)的有限元屈曲分析46-49
• 3.6 本章小節(jié)49-50
• 第四章 橋式起重機主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化50-57
• 4.1 優(yōu)化設(shè)計模型50-53
• 4.1.1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型50-51
• 4.1.2 選擇優(yōu)化變量的基本原則51
• 4.1.3 優(yōu)化設(shè)計的步驟51-53
• 4.2 橋式起重機主梁優(yōu)化53-55
• 4.2.1 設(shè)計變量53
• 4.2.2 狀態(tài)變量53-54
• 4.2.3 目標(biāo)函數(shù)54
• 4.2.4 主梁優(yōu)化實例54-55
• 4.3 本章小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄63-64

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本文編號：608759