空間剛架結(jié)構(gòu)是工程上常用的結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)剛架結(jié)構(gòu)的構(gòu)建特點進行形狀優(yōu)化可以極大地改善結(jié)構(gòu)的力學性能,減輕其結(jié)構(gòu)重量。對于空間剛架結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化問題,許多學者都進行了廣泛的研究,但研究內(nèi)容幾乎都是基于小變形線彈性理論的有限元法,而未考慮結(jié)構(gòu)的非線性因素。實際結(jié)構(gòu)中,在承受載荷后,一般都存在非線性變形的影響。本文在分析和總結(jié)了當前國內(nèi)外結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化研究工作的基礎(chǔ)上,針對考慮幾何非線性的空間剛架結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化設(shè)計開展研究�；诜蔷�性有限元理論,采用全拉格朗日（Total Lagrange）描述法,考慮高階非線性項的影響,推導(dǎo)了空間梁單元的幾何非線性切線剛度矩陣。推導(dǎo)了考慮幾何非線性項的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化位移靈敏度和應(yīng)力靈敏度計算列式。在空間剛架結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化設(shè)計中,關(guān)鍵的一項工作就是計算應(yīng)力靈敏度,在計算應(yīng)力對剛架結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化的設(shè)計變量——結(jié)點坐標的靈敏度時,需用到單元剛度矩陣對結(jié)點坐標的導(dǎo)數(shù)。為了簡化計算、方便編程,本文采用半解析法來計算剛架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力靈敏度。基于位移協(xié)調(diào),提出了一種虛擬剛度單元,模擬空間剛架結(jié)構(gòu)梁單元之間的偏移搭接問題,從而能更加準確地模擬實際的結(jié)構(gòu)。編制了空間剛架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計程序... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

斗輪機上部機構(gòu)

足夠的抗彎剛性，以避免臂架撓度太大而無法保證輸送帶機正常工作；應(yīng)具有足夠的穩(wěn)定性，以避免臂架受壓側(cè)的翼緣和腹板翹曲變形而失穩(wěn)。圖1.2 板與型鋼焊接結(jié)構(gòu)懸臂架縱觀國內(nèi)外斗輪機臂架設(shè)計型式，可分為兩大類：即板梁結(jié)構(gòu)型式與桿件結(jié)構(gòu)型式。就其幾何形狀而言，幾乎都是截面不變的直梁形式，沒有綜合考慮形狀與剛度、強度的匹配協(xié)調(diào)，為了滿足剛度、強度與安全性要求，過度地將其幾何尺寸加大的現(xiàn)象時有發(fā)生，使整個斗輪機設(shè)備重量增加，導(dǎo)致制造成本與合同價格增高。因此，為了增強設(shè)計制造企業(yè)的產(chǎn)品市場競爭力，提高經(jīng)濟效益；為社會提供技術(shù)含量高，質(zhì)量好，性能可靠的產(chǎn)品；為打造斗輪機行業(yè)的品牌，在保證結(jié)構(gòu)安全工作的條件下對其進行形狀優(yōu)化，減輕重量，降低成本，具有重要的實際意義。本文以華泰重工制造有限公司某大型斗輪機懸臂架結(jié)構(gòu)為研究對象

碩士學位論文圖6.4 空間剛架形式前臂架主視圖圖6.5 空間剛架形式前臂架俯視圖圖6.6 前臂架位移應(yīng)力云圖6.2.2 設(shè)計變量臂架上的皮帶在輸送物料時，為盡可能保證其平穩(wěn)性，通常把上梁設(shè)計為在一平面內(nèi)，49

【參考文獻】：
期刊論文
[1]工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計發(fā)展綜述[J]. 李芳,凌道盛.  工程設(shè)計學報(機械·設(shè)備和儀器的開發(fā)技術(shù)). 2002(05)
[2]通用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J]. 杜群貴,遲永濱.  機械. 2001(06)
[3]形狀優(yōu)化的全解析敏度分析[J]. 張德欣,江允正,蔡謇.  應(yīng)用數(shù)學和力學. 2001(11)
[4]斗輪機俯仰裝置的改進設(shè)計[J]. 李松晶,朱瑞濱,王廣懷.  煤礦機械. 2000(06)
[5]桁架動力學形狀優(yōu)化的統(tǒng)一設(shè)計變量方法[J]. 劉軍偉,姜節(jié)勝.  振動工程學報. 2000(01)
[6]結(jié)構(gòu)靈敏度分析的解析方法[J]. 張旭明,王德信.  河海大學學報. 1998(05)
[7]結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的解析靈敏度算法[J]. 梁醒培.  機械強度. 1998(02)
[8]斗輪堆取料機的直線式懸臂帶式輸送機[J]. 汪宗華,鐘曉暉.  起重運輸機械. 1998(03)
[9]工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的策略[J]. 湯文成,易紅.  工程設(shè)計CAD及自動化. 1997(03)
[10]大型斗輪挖掘機上部結(jié)構(gòu)靜動力分析[J]. 張春萍,熊曉航,張世嫻,傅立民.  遼寧工學院學報. 1997(01)

碩士論文
[1]纜索起重機的仿真與優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 余群.武漢理工大學 2002



本文編號：2940917