發(fā)布時間：2024-07-02 04:33

　　橋式起重機作為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和起重運輸行業(yè)的重要工具和設(shè)備之一，在室內(nèi)外工廠企業(yè)、鐵路交通以及運輸物流等部門場所得到了廣泛的運用。然而國內(nèi)外對起重機的設(shè)計大部分都停留在傳統(tǒng)的經(jīng)驗性設(shè)計上，很少有設(shè)計者對整個起重機橋架結(jié)構(gòu)進行整體分析。本文的研究對象為某機械廠生產(chǎn)的20T/5T橋式起重機，課題的研究內(nèi)容包括對橋式起重機橋架整體結(jié)構(gòu)進行有限元分析、結(jié)構(gòu)改進以及優(yōu)化設(shè)計，在強度和剛度滿足用戶使用要求的前提下，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 本文首先建立橋式起重機主梁優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型確立主梁需要優(yōu)化的尺寸，并作為設(shè)計變量。結(jié)合APDL參數(shù)化設(shè)計語言建立起重機橋架的有限元模型，正確的施加約束和載荷。對起重機工作中常見的四種工況組合進行有限元分析，求解獲得各工況下主梁的應(yīng)力和應(yīng)變分布情況。對比各工況下的較大應(yīng)力及分布位置，通過表格直觀的選出主梁最危險工況，并根據(jù)危險工況下主梁的應(yīng)力集中現(xiàn)象對主梁結(jié)構(gòu)進行改進。對改進后的主梁進行結(jié)構(gòu)分析，得到了主梁的最大應(yīng)力由原先的248.805Mpa減小到了176.214Mpa，比原來下降了28.6%。由此可見主梁端部的應(yīng)力集中現(xiàn)象得到了極大的改善。為以后主...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 起重機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 有限元法的研究現(xiàn)狀
    1.4 優(yōu)化設(shè)計的研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究內(nèi)容與方法
    1.6 本章小結(jié)
第二章 橋式起重機設(shè)計概述
    2.1 橋式起重機的基本工作原理
    2.2 橋式起重機各項主要參數(shù)
    2.3 主梁載荷計算
        2.3.1 載荷的種類
        2.3.2 載荷的系數(shù)
        2.3.3 載荷組合的選取
        2.3.4 小車輪壓的計算
    2.4 本章小結(jié)
第三章 橋式起重機主梁參數(shù)化模型的建立
    3.1 ANSYS 軟件介紹
    3.2 主梁優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的建立
    3.3 主梁參數(shù)化模型的建立
        3.3.1 橋架模型的簡化
        3.3.2 材料屬性的定義
        3.3.3 設(shè)計變量的選取
        3.3.4 幾何模型的建立
    3.4 單元類型的選擇
        3.4.1 殼單元
        3.4.2 分網(wǎng)單元 MESH200
        3.4.3 接觸對單元
    3.5 網(wǎng)格的劃分
    3.6 本章小結(jié)
第四章 橋式起重機主梁有限元分析及結(jié)構(gòu)改進
    4.1 起重機橋架結(jié)構(gòu)有限元分析概述
        4.1.1 有限元法基本概念和原理
        4.1.2 有限元分析的基本步驟
    4.2 起重機橋架結(jié)構(gòu)工況確定
    4.3 橋架的加載及求解
        4.3.1 約束的施加
        4.3.2 小車輪壓的施加
        4.3.3 自重載荷的施加
        4.3.4 水平慣性載荷的施加
    4.4 各工況分析結(jié)果對比及校核
        4.4.1 工況 1——小車位于跨中滿載起升
        4.4.2 工況 2——常態(tài)重力工況
        4.4.3 工況 3——小車位于主梁端部滿載起升
        4.4.4 工況 4——小車滿載運行到主梁跨中
        4.4.5 各工況大應(yīng)力、變形對比
    4.5 提出結(jié)構(gòu)改進措施
    4.6 本章小結(jié)
第五章 橋式起重機主梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    5.1 優(yōu)化設(shè)計概述
        5.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計簡介
        5.1.2 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型
        5.1.3 優(yōu)化設(shè)計方法介紹
    5.2 基于 ANSYS 對主梁進行優(yōu)化設(shè)計
    5.3 主梁優(yōu)化結(jié)果
    5.4 圓整分析最優(yōu)序列
    5.5 本章小結(jié)
第六章 利用導(dǎo)重法進行主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    6.1 導(dǎo)重法介紹及其原理
    6.2 導(dǎo)重法和 ANSYS 相結(jié)合對主梁進行優(yōu)化
        6.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計對偶提法
        6.2.2 基于導(dǎo)重法的優(yōu)化設(shè)計過程
    6.3 優(yōu)化結(jié)果分析和對比
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3999691