本文關鍵詞：門式起重機金屬結構分析及優(yōu)化設計　出處：《鄭州大學》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：門式起重機是一種在露天物料搬運工作中廣泛采用的大型裝卸機械,被應用于航空工業(yè)、冶金、機械加工等諸多生產領域。而作為起重機“骨架"的金屬結構,其重量占整機重量的60%～80%,對其進行優(yōu)化設計可在保證性能的前提下有效降低材料成本,因此是起重機設計中一個非常有實用價值的環(huán)節(jié)。本課題結合河南省起重機產業(yè)的實際需求,針對國內門式起重機金屬結構普遍存在質量偏重、成本較高、材料消耗較多的特點,提出以成熟商業(yè)軟件為工具,以二次開發(fā)為手段,對起重機金屬結構進行參數化有限元分析和結構優(yōu)化的研究思路。該研究工作可以保證起重機的工作性能,促進整機輕量化,降低生產成本,提高起重機的設計質量和設計人員工作效率,因此具有重要的意義。 本文以吊鉤門式起重機為研究對象,重點分析金屬結構的組成及特點,獲得了能滿足實際工作要求的結構簡化幾何模型。以大型有限元分析軟件ANSYS為工具,利用APDL命令流開發(fā)技術,在合理選擇單元類型、單元接觸形式、載荷類型及邊界條件的基礎上,建立了金屬結構的參數化有限元分析模型。然后,結合金屬結構承受的載荷及工況,對其進行靜力分析和動態(tài)分析(包括模態(tài)分析和瞬態(tài)動力學分析)。通過靜力分析獲得結構的應力和變形量,以此為約束條件,為結構的優(yōu)化設計做準備。通過動態(tài)分析驗證結構的動態(tài)性能,為結構的動態(tài)分析提供一定的理論基礎。 在完成金屬結構的有限元分析工作之后,以其體積作為目標函數,考慮應力和變形約束,結合起重機設計的基本原則,采用基于ANSYS與iSIGHT集成優(yōu)化方法對門式起重機金屬結構進行優(yōu)化設計。采用靈敏度分析技術,選擇對金屬結構體積影響最大的部分結構參數作為設計變量,提高了計算效率。計算結果表明利用優(yōu)化設計技術可以有效降低起重機金屬結構的重量。 本論文所有數值算例均以型號為MG50/25t-30m的吊鉤門式起重機為對象,該型起重機結構成熟,應用廣泛,因此研究成果可以直接用于指導該類型起重機的設計與生產。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH213.5

【參考文獻】

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本文編號：1321830