本文關(guān)鍵詞：塔式起重機雙吊點水平臂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 連續(xù)/離散混合變量 二次開發(fā) ANSYS/Isight 集成優(yōu)化

【摘要】：塔式起重機（簡稱塔機）作為建筑項目中重要的施工設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、能源設(shè)施、水利建設(shè)、船舶等工程領(lǐng)域。近年來，我國風(fēng)電、核電、光伏等能源項目陸續(xù)上馬，有力地推動著塔式起重機朝著大型化、重載、高可靠性、高效率方向發(fā)展，這對塔機的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。塔機結(jié)構(gòu)包括塔身、塔帽、起重臂架、平衡臂架、配重、回轉(zhuǎn)支承、底架等部分，其中起重臂架作為塔機首要設(shè)計的承載部件，其設(shè)計環(huán)節(jié)的優(yōu)劣會提升或制約其他結(jié)構(gòu)件設(shè)計水平，因而臂架的優(yōu)化設(shè)計具有較為明顯的經(jīng)濟效益，同時也利于提升整機設(shè)計水平。 本文以塔機起重臂架為研究對象，主要研究工作如下： 首先，根據(jù)臂架所處的工況、受力特點，構(gòu)建合理的力學(xué)模型。依據(jù)某現(xiàn)役塔臂參數(shù)，采用ANSYS經(jīng)典模塊與ANSYS Workbench模塊兩種建模方式進(jìn)行臂架的參數(shù)化建模，對兩種方式進(jìn)行優(yōu)劣勢比較，為工程技術(shù)人員提供合適的建模策略。 其次，對臂架進(jìn)行有限元分析，并從后處理中得到目標(biāo)參量。衡量臂架結(jié)構(gòu)安全性能的指標(biāo)為：強度、剛度、穩(wěn)定性。考慮到ANSYS無法直接提取出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性參量，故借助APDL命令流對其進(jìn)行二次開發(fā)，即將臂架穩(wěn)定性參量的相關(guān)理論公式以APDL所遵循的格式編制算法，創(chuàng)建專用的臂架結(jié)構(gòu)分析模塊。 再次，ANSYS與Isight聯(lián)合仿真實現(xiàn)連續(xù)/離散混合變量的臂架結(jié)構(gòu)單目標(biāo)優(yōu)化，以臂架重量為優(yōu)化目標(biāo)，對臂架的型鋼尺寸、強度、剛度、穩(wěn)定性參量進(jìn)行約束限制，確定出最優(yōu)的臂架型鋼尺寸。 最后，ANSYS與Isight聯(lián)合仿真實現(xiàn)連續(xù)/離散混合變量的臂架結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化，，以臂架重量、臂架動載擺幅參量為優(yōu)化目標(biāo)，對臂架型鋼尺寸、強度、剛度、穩(wěn)定性參量進(jìn)行約束限制，確定出最優(yōu)的臂架型鋼尺寸。
【關(guān)鍵詞】：連續(xù)/離散混合變量 二次開發(fā) ANSYS/Isight 集成優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景10-14
• 1.1.1 塔機的分類和組成10-12
• 1.1.2 塔機發(fā)展趨勢12-13
• 1.1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀13-14
• 1.2 課題研究的目的和意義14-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容與組織安排16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第二章 塔臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論18-27
• 2.1 起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計理論18-20
• 2.1.1 起重機所受載荷及載荷組合18-19
• 2.1.2 起重機結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法19-20
• 2.2 有限元理論20-22
• 2.2.1 有限元基本思想21
• 2.2.2 有限元分析過程21-22
• 2.3 優(yōu)化設(shè)計理論22-25
• 2.3.1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3.2 優(yōu)化方法的分類24-25
• 2.3.3 離散優(yōu)化設(shè)計25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 塔臂參數(shù)化模型的創(chuàng)建27-41
• 3.1 ANSYS 經(jīng)典模塊建模27-34
• 3.2 ANSYS workbench 模塊建模34-38
• 3.3 兩種建模策略的比較38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 塔臂模型的有限元分析41-49
• 4.1 臂架結(jié)構(gòu)強度、剛度、穩(wěn)定性理論公式41-44
• 4.1.1 臂架強度計算41-42
• 4.1.2 臂架整體穩(wěn)定性計算42-43
• 4.1.3 臂架局部穩(wěn)定性計算43-44
• 4.1.4 臂架剛度計算44
• 4.2 雙吊點水平吊臂工況44-45
• 4.3 ANSYS 后處理結(jié)果的二次開發(fā)45-46
• 4.4 臂架有限元分析實例46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第五章 ANSYS 與 Isight 的臂架結(jié)構(gòu)單目標(biāo)優(yōu)化分析49-59
• 5.1 臂架單目標(biāo)優(yōu)化模型49-52
• 5.2 臂架單目標(biāo)優(yōu)化流程52-55
• 5.3 臂架單目標(biāo)優(yōu)化應(yīng)用實例55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 第六章 ANSYS 與 Isight 的臂架結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化分析59-69
• 6.1 臂架多目標(biāo)優(yōu)化模型59-60
• 6.2 臂架多目標(biāo)優(yōu)化流程60-65
• 6.3 臂架多目標(biāo)優(yōu)化應(yīng)用實例65-68
• 6.4 本章小結(jié)68-69
• 第七章 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 攻讀學(xué)位期間參與的工程項目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77-78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：991574