發(fā)布時(shí)間：2017-05-28 08:09

  本文關(guān)鍵詞：橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái)，，起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法導(dǎo)致起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理，質(zhì)量偏重，性能“富余”等現(xiàn)象。目前文獻(xiàn)表明在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)有限元分析方面，研究對(duì)象大多只針對(duì)于某一類型的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)，而并沒(méi)有建立將多種類型的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析的系統(tǒng)。本文以有限元理論為基礎(chǔ)，結(jié)合商業(yè)分析軟件，以二次開發(fā)為手段，開發(fā)一套集參數(shù)化建模、結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)分析于一體的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員通過(guò)簡(jiǎn)單的交互式操作，實(shí)現(xiàn)橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的分析及優(yōu)化分析，在滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度的條件下，達(dá)到降低結(jié)構(gòu)重量的目的。該研究工作避免了重復(fù)建模的工作，降低了設(shè)計(jì)人員采用有限元設(shè)計(jì)分析的門檻，對(duì)提高設(shè)計(jì)人員的工作效率和縮短設(shè)計(jì)周期具有重要的意義。論文的主要內(nèi)容如下： （1）對(duì)A型剛?cè)嶂乳T式起重機(jī)以及橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)做參數(shù)化處理，并用APDL參數(shù)化語(yǔ)言建立幾種機(jī)型的金屬結(jié)構(gòu)參數(shù)化有限元分析模型，并確定相應(yīng)的載荷工況以及邊界條件。 （2）分析橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的受力，針對(duì)不同的工況，對(duì)橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)特性分析，對(duì)QG20t/31.5型號(hào)的橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，并與系統(tǒng)分析計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性。 （3）以優(yōu)化設(shè)計(jì)為理論依據(jù)，以橋式起重機(jī)和門式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，在滿足剛度、強(qiáng)度及其他設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，以金屬結(jié)構(gòu)的重量作為目標(biāo)變量，采用分步優(yōu)化等方法對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，并對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行圓整，將圓整后的設(shè)計(jì)變量尺寸對(duì)起重機(jī)進(jìn)行性能分析，驗(yàn)證優(yōu)化的可行性。 （4）利用Tcl/Tk語(yǔ)言定制相應(yīng)橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的參數(shù)化界面以及優(yōu)化設(shè)計(jì)界面，并通過(guò)專用的數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)參數(shù)與ANSYS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并在ANSYS內(nèi)部建立分析菜單欄，使分析系統(tǒng)界面簡(jiǎn)單明了。 本文結(jié)合Ansys有限元分析軟件，開發(fā)了一套關(guān)于橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了該軟件的建模方法和分析設(shè)計(jì)的有效性，對(duì)起重機(jī)的發(fā)展具有重要的實(shí)際工程價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：Ansys Tcl/Tk 起重機(jī) 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 課題研究背景及意義13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究概況15-17
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 2 有限元基本原理及 ANSYS 二次開發(fā)技術(shù)19-27
• 2.1 有限元法的基本原理19-21
• 2.2 ANSYS 二次開發(fā)技術(shù)21-22
• 2.3 APDL 參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言22-23
• 2.4 Tcl/Tk 語(yǔ)言概述23-26
• 2.4.1 Tcl 語(yǔ)言簡(jiǎn)介23
• 2.4.2 Tcl 的語(yǔ)言的基本語(yǔ)法23-24
• 2.4.3 Tk 圖形工具箱簡(jiǎn)介24-25
• 2.4.4 Tcl/Tk 語(yǔ)言在 Ansys 二次開發(fā)中的應(yīng)用25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)性能分析27-47
• 3.1 模型簡(jiǎn)化27-28
• 3.2 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模28-30
• 3.3 基于 APDL 的參數(shù)化建模30-34
• 3.3.1 材料屬性及單元選擇32
• 3.3.2 邊界約束條件的模擬32-34
• 3.4 載荷以及載荷組合34-37
• 3.4.1 載荷類型34-37
• 3.4.2 工況分析37
• 3.5 算例分析37-45
• 3.5.1 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)算例分析38-42
• 3.5.2 門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)算例分析42-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 4 起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)47-60
• 4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法47-49
• 4.1.1 設(shè)計(jì)變量47-48
• 4.1.2 目標(biāo)函數(shù)48
• 4.1.3 約束條件48-49
• 4.2 優(yōu)化方法49-51
• 4.2.1 分步優(yōu)化49-50
• 4.2.2 基于 Ansys 的結(jié)構(gòu)優(yōu)化50-51
• 4.3 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)51-56
• 4.3.1 數(shù)學(xué)模型51-53
• 4.3.2 優(yōu)化結(jié)果與分析53-56
• 4.4 門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)56-58
• 4.4.1 數(shù)學(xué)模型56-57
• 4.4.2 優(yōu)化結(jié)果與分析57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 5 系統(tǒng)集成與功能實(shí)現(xiàn)60-75
• 5.1 系統(tǒng)架構(gòu)60-62
• 5.2 人機(jī)交互式界面設(shè)計(jì)62
• 5.3 系統(tǒng)集成與實(shí)現(xiàn)62-73
• 5.3.1 與 Ansys 系統(tǒng)集成62-64
• 5.3.2 性能分析模塊64-69
• 5.3.3 部件分析功能69-70
• 5.3.4 優(yōu)化系統(tǒng)70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 6 系統(tǒng)性能驗(yàn)證75-83
• 6.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試75-78
• 6.1.1 測(cè)試工況75-76
• 6.1.2 測(cè)點(diǎn)位置76-77
• 6.1.3 測(cè)試結(jié)果77-78
• 6.2 樣機(jī)仿真分析78-80
• 6.2.1 數(shù)據(jù)獲取78-79
• 6.2.2 仿真結(jié)果79-80
• 6.3 結(jié)果分析及對(duì)比80-82
• 6.3.1 靜剛度分析80
• 6.3.2 靜強(qiáng)度分析80-82
• 6.3.3 結(jié)果分析82
• 6.4 本章小結(jié)82-83
• 7 總結(jié)與展望83-85
• 7.1 總結(jié)83
• 7.2 展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-88
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果88-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張曉麗,李趙雪,劉彩霞,董威;基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的起重機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào);2003年06期

2 皮智謀;寧朝陽(yáng);;有限元分析軟件ANSYS在箱形梁中的應(yīng)用[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2008年03期

3 蘇文力;徐長(zhǎng)生;;基于一階優(yōu)化方法的橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版);2006年04期

4 王鑫;麥云飛;;有限元分析中單元類型的選擇[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2009年06期

5 王小慧;程文明;楊春松;宿艷彩;;起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)有限元分析的模型處理技術(shù)[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;2006年09期

6 徐曉東;丁曉紅;程莉;;龍門起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;2008年11期

7 邱棟良;國(guó)內(nèi)外起重機(jī)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;1997年08期

8 李宏娟;陶元芳;;通用橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及計(jì)算軟件的開發(fā)[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2009年02期

9 張德文;丁敏;張延宗;;基于有限元法的橋式類型起重機(jī)主梁撓度分析[J];水運(yùn)科學(xué)研究;2006年04期

10 秦東晨,陳江義,胡濱生,王麗霞;機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的綜述與展望[J];中國(guó)科技信息;2005年09期

  本文關(guān)鍵詞：橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：402229