本文關(guān)鍵詞：基于KBE的輕量化橋式起重機(jī)模塊化系統(tǒng)研究

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【摘要】：橋式起重機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式是在參考企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有圖紙基礎(chǔ)上,適當(dāng)修改一些尺寸參數(shù)然后進(jìn)行校核計(jì)算。這種模式對(duì)設(shè)計(jì)知識(shí)缺乏有效地整理而出現(xiàn)很多重復(fù)性工作,導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期變長(zhǎng)和設(shè)計(jì)成本增加,所設(shè)計(jì)出的起重機(jī)因有較大的安全系數(shù)導(dǎo)致材料浪費(fèi),且難以滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品提出的個(gè)性化和多樣性的要求。 為了應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)迫切需要運(yùn)用新的設(shè)計(jì)理念來(lái)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期,降低產(chǎn)品成本,優(yōu)化產(chǎn)品性能。 在國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“通用型橋式起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用”(課題編號(hào)：2011BAF11B02)的資助下,本文對(duì)橋式起重機(jī)輕量化技術(shù)展開(kāi)了研究。同時(shí)將知識(shí)工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)引入橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)中來(lái),通過(guò)建立基于KBE (Knowledge Based Engineering,知識(shí)工程)的輕量化橋式起重機(jī)模塊化系統(tǒng),將橋式起重機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到橋式起重機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)中來(lái),并結(jié)合三維建模和有限元分析技術(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)。本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究： (1)基于功能原理對(duì)橋式起重機(jī)進(jìn)行模塊劃分和模塊綜合,用已有模塊或設(shè)計(jì)制造少量的模塊在較短時(shí)間內(nèi)組成滿(mǎn)足客戶(hù)要求的產(chǎn)品。 (2)研究知識(shí)工程在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用,總結(jié)橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算知識(shí)并建立知識(shí)庫(kù),編寫(xiě)橋架設(shè)計(jì)計(jì)算程序重用已有的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。 (3)確定橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)輕量化目標(biāo)和主梁輕量化技術(shù)方案,利用有限元分析軟件ANSYS的優(yōu)化模塊對(duì)主梁和端梁進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；主梁優(yōu)化的對(duì)象是焊接偏軌箱型主梁,在滿(mǎn)足靜力分析和穩(wěn)定性分析的前提下,以自重最小為目標(biāo)函數(shù),剛度、強(qiáng)度、整體穩(wěn)定性以及局部穩(wěn)定性為約束條件,對(duì)影響主梁自重的9個(gè)參數(shù)進(jìn)行了分級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì),并以某一型號(hào)橋式起重機(jī)主梁為例,對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析。 (4)以集成軟件VS.NET為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái),集成三維建模軟件SolidWorks和有限元分析軟件ANSYS,建立基于KBE的輕量化橋式起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng),系統(tǒng)主要包括總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)、輕量化設(shè)計(jì)系統(tǒng)和模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)三部分,并以橋架為例演示了系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程。 本文建立的基于KBE的輕量化橋式起重機(jī)模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)已在某公司內(nèi)部得到推廣應(yīng)用,使用結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠縮短產(chǎn)品供貨周期,提高公司在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
【關(guān)鍵詞】：知識(shí)工程 模塊化 輕量化 橋式起重機(jī) 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TH215
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.1.1 課題研究背景9
• 1.1.2 課題研究意義9-10
• 1.2 相關(guān)課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 橋式起重機(jī)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 模塊化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 知識(shí)工程研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 輕量化技術(shù)研究現(xiàn)狀14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-17
• 2 模塊化設(shè)計(jì)及其在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用17-25
• 2.1 模塊化設(shè)計(jì)的概念17
• 2.2 模塊劃分和模塊綜合17-22
• 2.2.1 模塊劃分17-19
• 2.2.2 模塊綜合19-22
• 2.3 模塊化技術(shù)在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用22-24
• 2.3.1 橋式起重機(jī)主參數(shù)的確定22-23
• 2.3.2 橋式起重機(jī)的模塊化分23-24
• 2.3.3 橋式起重機(jī)的模塊綜合24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 知識(shí)工程及其在輕量化橋式起重機(jī)中的應(yīng)用25-39
• 3.1 知識(shí)工程技術(shù)25-28
• 3.1.1 知識(shí)獲取26
• 3.1.2 知識(shí)表示26-27
• 3.1.3 知識(shí)推理27-28
• 3.2 知識(shí)工程在橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用28-36
• 3.2.1 橋架技術(shù)方案29
• 3.2.2 主梁設(shè)計(jì)29-32
• 3.2.3 端梁設(shè)計(jì)32-35
• 3.2.4 附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-36
• 3.3 知識(shí)工程在輕量化技術(shù)中的應(yīng)用36-37
• 3.4 知識(shí)工程在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的應(yīng)用37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 輕量化技術(shù)及其在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用39-49
• 4.1 橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)輕量化目標(biāo)39
• 4.2 橋式起重機(jī)輕量化設(shè)計(jì)方案39
• 4.3 主梁優(yōu)化39-45
• 4.3.1 主梁優(yōu)化設(shè)計(jì)思路40
• 4.3.2 主梁有限元參數(shù)化模型40-42
• 4.3.3 主梁優(yōu)化數(shù)學(xué)模型42-44
• 4.3.4 提取優(yōu)化變量44
• 4.3.5 確定優(yōu)化方法44
• 4.3.6 主梁優(yōu)化實(shí)例44-45
• 4.4 端梁優(yōu)化45-48
• 4.4.1 端梁有限元參數(shù)化模型45-46
• 4.4.2 端梁優(yōu)化數(shù)學(xué)模型46-47
• 4.4.3 提取優(yōu)化變量和確定優(yōu)化方法47
• 4.4.4 端梁優(yōu)化分析實(shí)例47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 基于KBE的輕量化橋架模塊化系統(tǒng)實(shí)例49-54
• 5.1 總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)49-50
• 5.2 輕量化設(shè)計(jì)系統(tǒng)50-51
• 5.3 模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)51-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 附錄A 論文中的公式及重要APDL代碼58-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：819809