發(fā)布時(shí)間：2017-11-01 05:31

  本文關(guān)鍵詞：單主梁龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 相似理論 靜態(tài)性能 動(dòng)剛性 動(dòng)態(tài)優(yōu)化

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,原有的起重機(jī)設(shè)計(jì)、測(cè)試手段越來越不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。起重機(jī)朝著大型化、智能化、專業(yè)化發(fā)展的趨勢(shì)使得生產(chǎn)企業(yè)不得不轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式,以應(yīng)對(duì)日益激烈的全球化競(jìng)爭(zhēng)。為此,本文采用新的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法對(duì)龍門起重機(jī)進(jìn)行分析、再設(shè)計(jì)優(yōu)化。 為了節(jié)省人力物力,合理利用資源,本文首先運(yùn)用相似理論和量綱分析方法得到起重機(jī)模型和原型之間的相似關(guān)系,選用3種縮小的模型進(jìn)行分析,經(jīng)過對(duì)比得到最能反映起重機(jī)原型的模型長(zhǎng)度縮尺比為20。通過實(shí)例證明,相似理論對(duì)于處理大型結(jié)構(gòu)件有著明顯的優(yōu)越性。 根據(jù)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T3811-2011,起重機(jī)在出廠前必須經(jīng)過靜力測(cè)試。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法大多采用以經(jīng)典力學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的半理論、半經(jīng)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)起重機(jī),這種方法設(shè)計(jì)的起重機(jī)為了保證起重機(jī)的安全系數(shù)往往增大結(jié)構(gòu)的尺寸,導(dǎo)致起重機(jī)笨重；而且只能對(duì)起重機(jī)的某些部位的應(yīng)力和剛度做出判斷。為了彌補(bǔ)上述方法的不足,本文以有限元軟件ANSYS新一代協(xié)同仿真平臺(tái)Workbench作為分析工具,以縮小20倍的起重機(jī)模型為分析對(duì)象,采用動(dòng)載系數(shù)法獲得起重機(jī)所受的載荷,基于極限狀態(tài)法分析龍門起重機(jī)在10種工況下的靜力性能。經(jīng)過分析,得知龍門起重機(jī)在10種工況下的靜態(tài)性能如強(qiáng)度和剛度均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 對(duì)龍門起重機(jī)動(dòng)態(tài)性能影響最大的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是主梁的動(dòng)剛性,起重機(jī)的動(dòng)剛性通常以自然頻率來衡量。運(yùn)用以大型通用有限元軟件ANSYS新一代協(xié)同仿真平臺(tái)Workbench進(jìn)行龍門起重機(jī)的模態(tài)分析,得出龍門起重機(jī)前6階的振動(dòng)頻率及其相對(duì)應(yīng)的振型,在此基礎(chǔ)上分析起重機(jī)的諧響應(yīng)情況,找到起重機(jī)動(dòng)態(tài)性能的薄弱環(huán)節(jié)。通過分析,可知龍門起重機(jī)的第2階固有頻率即起重機(jī)主梁在小車軌道運(yùn)行方向的振動(dòng)容易引起起重機(jī)故障,需要在這個(gè)方向加強(qiáng)起重機(jī)的剛度。 提出綜合利用有限元法、正交試驗(yàn)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法進(jìn)行起重機(jī)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)。有限元結(jié)合正交試驗(yàn)法可以進(jìn)行起重機(jī)的模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,獲得起重機(jī)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的輸入輸出參數(shù),利用最少的樣本數(shù)量獲得均衡全面的樣本數(shù)據(jù)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用這些樣本數(shù)據(jù)構(gòu)建龍門起重機(jī)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型,該模型可以實(shí)現(xiàn)龍門起重機(jī)的快速重分析,避免了有限元模型重分析所需的大量時(shí)間資源。在BP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的起重機(jī)動(dòng)態(tài)模型的可行域中,利用遺傳算法尋找動(dòng)態(tài)模型的最優(yōu)值,得到全局意義上的最優(yōu)解。
【關(guān)鍵詞】：相似理論 靜態(tài)性能 動(dòng)剛性 動(dòng)態(tài)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】：2013
【分類號(hào)】：TH213.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 研究背景和意義10
• 1.2 龍門起重機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)10-12
• 1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.5 本章小結(jié)14-16
• 2 基于相似理論的龍門起重機(jī)靜力學(xué)分析16-44
• 2.1 相似理論的理論基礎(chǔ)16-17
• 2.2 量綱的選取17-18
• 2.3 相似準(zhǔn)則的確定18-21
• 2.4 長(zhǎng)度縮尺的確定21
• 2.5 有限元的理論基礎(chǔ)及軟件應(yīng)用21-24
• 2.5.1 有限元的理論基礎(chǔ)22-24
• 2.5.2 有限元軟件應(yīng)用24
• 2.6 采用Workbench分析起重機(jī)靜態(tài)特性24-43
• 2.6.1 幾何模型建立24-26
• 2.6.2 定義材料屬性26
• 2.6.3 網(wǎng)格的劃分26-27
• 2.6.4 定義接觸關(guān)系27
• 2.6.5 施加邊界條件及求解27-36
• 2.6.6 求解、分析結(jié)果36-43
• 2.7 本章小結(jié)43-44
• 3 門式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)剛性研究44-52
• 3.1 起重機(jī)動(dòng)態(tài)性能研究方法44-45
• 3.2 門式起重機(jī)動(dòng)剛性衡量指標(biāo)45
• 3.3 龍門起重機(jī)模態(tài)分析45-48
• 3.4 龍門起重機(jī)諧響應(yīng)分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 4 門式起重機(jī)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)52-74
• 4.1 動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)52-54
• 4.1.1 動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)概念52
• 4.1.2 動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法52-54
• 4.2 BP網(wǎng)絡(luò)建立門式起重機(jī)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型54-64
• 4.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組成和特點(diǎn)54-55
• 4.2.2 常用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型55-56
• 4.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成及其特點(diǎn)56-57
• 4.2.4 正交試驗(yàn)預(yù)測(cè)最佳組合57-60
• 4.2.5 確定BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)及測(cè)試數(shù)據(jù)60-62
• 4.2.6 BP網(wǎng)絡(luò)的建立62-64
• 4.3 采用遺傳算法優(yōu)化起重機(jī)BP網(wǎng)絡(luò)模型64-71
• 4.3.1 遺傳算法的概念64-65
• 4.3.2 遺傳算法運(yùn)行過程65
• 4.3.3 遺傳算法的特點(diǎn)65-66
• 4.3.4 遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)66-69
• 4.3.5 優(yōu)化結(jié)果比較69-71
• 4.4 本章小結(jié)71-74
• 5 結(jié)論與展望74-76
• 5.1 結(jié)論74
• 5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)74-75
• 5.3 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 附錄A82-84
• 附錄B84-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳志梅;孟文俊;;智能起重機(jī)系統(tǒng)研究與展望[J];工程機(jī)械;2011年01期

2 王慶遠(yuǎn);唐紅美;;汽車起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)淺析[J];工程機(jī)械文摘;2012年02期

3 趙章焰,李君;門座起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)故障診斷與管理軟件系統(tǒng)[J];港口裝卸;2003年02期

4 李東福;劉久新;;淺談歐式起重機(jī)在中國發(fā)展之現(xiàn)狀[J];中國科技投資;2012年27期

5 陽連豐;;大型起重機(jī)的虛擬裝配技術(shù)[J];船舶工程;2012年S2期

6 常玉清;張紅燕;王姝;;基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)的注射速度控制[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

7 徐軍,吳蘇,趙海燕,蔡志鵬;基于簡(jiǎn)化模型采用有限元方法計(jì)算特大型梁結(jié)構(gòu)的焊接變形[J];焊接技術(shù);2001年04期

8 王小明;盧志強(qiáng);;國內(nèi)外大型起重機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2009年02期

9 楊巧萍;劉延雷;;國內(nèi)起重機(jī)事故統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)防對(duì)策[J];機(jī)械管理開發(fā);2011年02期

10 李鋒;吳國銳;;從寶馬展看輪式起重機(jī)發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)械工程師;2011年09期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張君;四履帶起重機(jī)行走裝置及動(dòng)力學(xué)仿真研究[D];太原科技大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李平安;橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];中北大學(xué);2011年

2 李明星;基于遺傳算法的門座起重機(jī)變幅系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 龐延波;雙梁桁架式龍門起重機(jī)主梁優(yōu)化設(shè)計(jì)及模態(tài)分析[D];西南交通大學(xué);2007年

4 張慧博;超大型岸邊集裝箱起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)特性分析與輕量化研究[D];上海交通大學(xué);2008年

5 王振軍;門式起重機(jī)模塊化參數(shù)化有限元分析系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];中北大學(xué);2009年

6 張亞軍;基于ANSYS軟件的門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)及疲勞壽命分析[D];西南交通大學(xué);2009年

7 南海博;大型造船門式起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)研究[D];上海交通大學(xué);2009年

8 李振華;起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測(cè)與疲勞可靠性研究[D];西南交通大學(xué);2009年

9 肖雄亮;300T-112M造船龍門起重機(jī)設(shè)計(jì)與主梁優(yōu)化[D];湖南大學(xué);2010年

10 魯金龍;大型船用起重機(jī)安全保護(hù)技術(shù)的研究[D];大連海事大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1125483