本文關(guān)鍵詞：基于Ansys的隧道襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)的分析及優(yōu)化

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【摘要】：襯砌臺(tái)車是隧道二次襯砌施工時(shí)用的一種非標(biāo)的大型機(jī)械設(shè)備,其主體的結(jié)構(gòu)是由板與梁相結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)。采取傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法對(duì)臺(tái)車整體及各個(gè)部件的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行分析計(jì)算,容易使產(chǎn)品存在設(shè)計(jì)上一些不合理的地方。對(duì)一種型號(hào)的襯砌臺(tái)車采用大型通用有限元分析軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算分析,建立比較完善的分析計(jì)算模型,測(cè)算出襯砌臺(tái)車在在不同工況下及使用過(guò)程中各部分的應(yīng)力與應(yīng)變數(shù)據(jù),更全面的了解襯砌臺(tái)車在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中的受力狀況。根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)算分析的結(jié)果,較全面地了解了襯砌臺(tái)車在襯砌施工中的受力特征,發(fā)現(xiàn)襯砌臺(tái)車在結(jié)設(shè)計(jì)中存在的不足,對(duì)其結(jié)構(gòu)改進(jìn)提出合理化建議。應(yīng)用/NSYS軟件對(duì)該公司設(shè)計(jì)的襯砌臺(tái)車進(jìn)行有限元分析,在計(jì)算基礎(chǔ)上分析了臺(tái)車的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,對(duì)臺(tái)車的各個(gè)工況進(jìn)行了計(jì)算分析,得到襯砌臺(tái)車在不同工況下各部分的最大應(yīng)力、變形及其分布云圖。根據(jù)對(duì)襯砌臺(tái)車的分析結(jié)果,研究了臺(tái)車在隧道襯砌施工中的變形及應(yīng)力分布特征,發(fā)現(xiàn)該臺(tái)車各部分的應(yīng)力及變形有較大的富余,其結(jié)構(gòu)尺寸還有進(jìn)一步改進(jìn)的空間,然后利用NSYS軟件對(duì)臺(tái)車鋼板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)復(fù)核計(jì)算分析證明,改進(jìn)后的襯砌臺(tái)車,材料的利用率有較大幅度的提高,應(yīng)力分布也更加合理。本論文研究結(jié)果表明：用ANSYS建模分析可以較大幅度的節(jié)省人力物力,縮短研發(fā)時(shí)間,提高工程機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化的效率。本論文從型材配對(duì)的角度和頂模板厚度分別對(duì)隧道襯砌臺(tái)車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),為隧道臺(tái)車的研制和開(kāi)發(fā)提供了方法。
【關(guān)鍵詞】：襯砌臺(tái)車 有限元分析 ANSYS 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.39
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題來(lái)源與背景9-10
• 1.1.1 課題的來(lái)源9
• 1.1.2 課題的背景9-10
• 1.2 課題研究目的及意義10-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容及方法18-19
• 2 隧道襯砌臺(tái)車工作載荷分析19-29
• 2.1 隧道襯砌臺(tái)車介紹19-23
• 2.1.1 隧道襯砌臺(tái)車概述19
• 2.1.2 隧道襯砌臺(tái)車結(jié)構(gòu)組成19-21
• 2.1.3 隧道襯砌臺(tái)車工作過(guò)程21-23
• 2.2 隧道襯砌臺(tái)車的工作載荷分析23-28
• 2.2.1 臺(tái)車主要參數(shù)23-24
• 2.2.2 襯砌臺(tái)車的載荷計(jì)算24
• 2.2.3 頂部模板的載荷分析24-26
• 2.2.4 門(mén)架結(jié)構(gòu)的載荷分析26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 3 隧道襯砌臺(tái)車有限元模型的建立29-40
• 3.1 有限元分析法29-33
• 3.1.1 有限元法的概念29-30
• 3.1.2 有限元分析軟件ANSYS30-32
• 3.1.3 ANSYS的優(yōu)化功能32-33
• 3.2. 門(mén)架有限元模型的建立33-36
• 3.2.1 門(mén)架模型結(jié)構(gòu)34-35
• 3.2.2 單元選擇與網(wǎng)格劃分35-36
• 3.3 頂模板有限元模型的建立36-39
• 3.3.1 頂模板模型結(jié)構(gòu)36-37
• 3.3.2 單元選擇與網(wǎng)格劃分37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 隧道襯砌臺(tái)車的有限元分析40-47
• 4.1 頂模板有限元分析40-43
• 4.1.1 創(chuàng)建邊界條件和載荷40-42
• 4.1.2 結(jié)果及分析42-43
• 4.2 門(mén)架有限元分析43-46
• 4.2.1 創(chuàng)建邊界條件和載荷43-44
• 4.2.2 結(jié)果及分析44-46
• 4.3 本章小結(jié)46-47
• 5 隧道襯砌臺(tái)車的結(jié)構(gòu)優(yōu)化47-60
• 5.1 優(yōu)化方法47-49
• 5.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念47-48
• 5.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的一般形式48-49
• 5.1.3 優(yōu)化問(wèn)題的分類49
• 5.2 優(yōu)化步驟49-52
• 5.2.1 目標(biāo)函數(shù)49
• 5.2.2 約束條件49-50
• 5.2.3 設(shè)計(jì)變量50-52
• 5.3 頂模板的優(yōu)化結(jié)果及分析52-55
• 5.3.1 創(chuàng)建邊界條件和載荷52-53
• 5.3.2 結(jié)果及分析53-55
• 5.4 門(mén)架的優(yōu)化結(jié)果及分析55-58
• 5.4.1 創(chuàng)建邊界條件和載荷55-56
• 5.4.2 結(jié)果及分析56-58
• 5.5 本章總結(jié)58-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：710946