本文關鍵詞：大型堆取料機中柱結構優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：堆取料機是目前應用最為廣泛的散料裝卸設備,其中圓形料場堆取料機憑借其結構緊湊、自動化程度高、生產(chǎn)效率高、工藝先進等特點,在水泥、煤炭、鋼鐵、電力等行業(yè)得到了廣泛的應用。圓形料場堆取料機整機主是由堆料設備、取料設備和中柱三大核心部件組成的,其中,中柱是將堆料機和取料機連接成整體的關鍵部件,起到主要的支撐作用。然而在實際產(chǎn)品中普遍存在中柱結構笨重的問題,使得材料性能不能充分發(fā)揮,造成材料的浪費。因此,研究用于堆取料機中柱的結構優(yōu)化方法,對于減輕中柱結構自重,提高堆取料機的性能具有重要意義。 針對中柱設計中存在的諸多問題,以頂堆側取堆取料機的核心部件中柱為研究對象,研究復雜受力條件下中柱的結構優(yōu)化方法。對中柱進行合理簡化并進行理論計算,確定各工況中柱受力；應用經(jīng)典的有限元分析軟件ANSYS,基于參數(shù)化思想以及APDL語言編制簡化后中柱模型的結構優(yōu)化程序；對中柱各個工況進行強度、剛度、穩(wěn)定性分析以獲得危險工況作為優(yōu)化分析的基礎；進而選取中柱鋼結構主要尺寸作為設計變量,以中柱強度、剛度、穩(wěn)定性要求為約束變量,將中柱結構總重量最小作為優(yōu)化目標,使用軟件自帶優(yōu)化設計模塊中零階優(yōu)化算法對中柱模型進行尺寸優(yōu)化；同時為探究合適的加勁肋形狀,建立了加勁肋的優(yōu)化模型,以減少初始模型體積的70%作為優(yōu)化目標,對模型進行拓撲優(yōu)化；對優(yōu)化后數(shù)據(jù)進行圓整,并進行驗證,以獲取最佳的中柱結構。 采用APDL語言,編寫了中柱優(yōu)化設計的程序,得到了較為理想的優(yōu)化結果。通過驗證,在確保結構剛度、強度、穩(wěn)定性的條件下,降低了結構自重,優(yōu)化了中柱截面尺寸以及加勁肋位置,同時獲得了合適的加勁肋形狀,使得優(yōu)化后中柱主體鋼結構總重減小約23.5%。而且該方法通用性好、程序簡單易于設計人員掌握,能夠為以后堆取料機中柱的設計提供參考。
【關鍵詞】：堆取料機 有限元分析 尺寸優(yōu)化 拓撲優(yōu)化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH24
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 堆取料機簡介9-10
• 1.2 堆取料機研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 課題的研究背景及選題意義12-13
• 1.4 課題的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 堆取料機簡化模型分析15-30
• 2.1 堆取料機結構簡介15-17
• 2.1.1 堆取料機結構組成15-16
• 2.1.2 堆取料機技術參數(shù)16-17
• 2.2 堆取料機受力分析17-24
• 2.2.1 基本載荷計算17-19
• 2.2.2 附加載荷19
• 2.2.3 特殊載荷計算19
• 2.2.4 平衡重計算19-20
• 2.2.5 門架受力分析20-22
• 2.2.6 中柱受力分析22-24
• 2.3 中柱剛度、強度、穩(wěn)定性計算24-29
• 2.3.1 中柱剛度計算24-26
• 2.3.2 中柱強度計算26-27
• 2.3.3 中柱穩(wěn)定性計算27-29
• 2.4 本章小結29-30
• 3 中柱初步有限元分析30-42
• 3.1 基于APDL的中柱有限元建模30-33
• 3.1.1 參數(shù)化建模30-31
• 3.1.2 APDL程序舉例31-33
• 3.2 有限元計算工況選取33-35
• 3.3 中柱有限元分析35-41
• 3.3.1 中柱靜力學分析36-38
• 3.3.2 中柱屈曲穩(wěn)定性分析38-41
• 3.4 本章小結41-42
• 4 基于ANSYS的中柱結構優(yōu)化42-56
• 4.1 中柱尺寸優(yōu)化研究44-50
• 4.1.1 基于ANSYS的尺寸優(yōu)化44-45
• 4.1.2 設計變量45-46
• 4.1.3 約束變量46
• 4.1.4 目標函數(shù)46-47
• 4.1.5 優(yōu)化方法選取47
• 4.1.6 中柱尺寸優(yōu)化結果47-50
• 4.2 加勁肋拓撲優(yōu)化研究50-54
• 4.2.1 基于ANSYS的拓撲優(yōu)化51-52
• 4.2.2 拓撲優(yōu)化結果52-54
• 4.3 中柱優(yōu)化結果分析54-55
• 4.4 本章小結55-56
• 5 總結與展望56-57
• 參考文獻57-59
• 致謝59-60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 趙滿平;張慶民;;基于遺傳算法的斗輪堆取料機變幅機構的優(yōu)化設計[J];中國工程機械學報;2009年01期

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  本文關鍵詞：大型堆取料機中柱結構優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：448628