發(fā)布時間：2017-10-14 08:09

  本文關(guān)鍵詞：基于有限元的塔式起重機空間桁架結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：擁有自重輕,但是造價相對低并且施工簡單等優(yōu)點的空間桁架結(jié)構(gòu)近年來在工程中獲得廣泛的應(yīng)用,同時在工程建設(shè)中的作用也越來越顯著。雖然空間桁架具備自重輕的特點,但若對空間桁架結(jié)構(gòu)進行深度優(yōu)化設(shè)計,能夠使結(jié)構(gòu)在滿足設(shè)計要求的前提下更大限度的節(jié)省原材料、降低生產(chǎn)成本,這些對積極響應(yīng)建設(shè)節(jié)約型社會、同時提倡綠色建設(shè)是有著重要的顯示意義�？臻g桁架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究經(jīng)歷了尺寸、形狀、拓撲以及組合幾個階段的發(fā)展,現(xiàn)階段學(xué)者們研究的方向多數(shù)集中在滿足工程需求前提下來降低工程造價為目的的,而在眾多結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計研究中,對結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化的實現(xiàn)難度最大。其中,結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化研究多采用均勻化的研究方法,同時軟件ANSYS Workbench中的拓撲優(yōu)化Shape Optimization模塊也正是基于該方法開發(fā)的�；赪orkbench軟件平臺,建立連續(xù)體的數(shù)學(xué)模型,不同的工況載荷作為設(shè)定加載條件的依據(jù),得到各桿優(yōu)化后的布局方案,最后對利用Workbench進行拓撲優(yōu)化設(shè)計時必須要注意的一些問題加以總結(jié)。塔式起重機是重要的工程機械,課題以塔機上主要的空間桁架結(jié)構(gòu)作為研究對象,對其進行靜力學(xué)分析、動態(tài)特性分析及優(yōu)化分析。塔機底盤結(jié)構(gòu)、塔身標準節(jié)結(jié)構(gòu)是塔機的重要部分,也是塔機上典型的空間桁架類結(jié)構(gòu)。以往的研究主要偏向于塔機整機、起重臂及平衡臂的研究,對固定塔身的研究較少,尤其對于超大型塔機而言,常常會出現(xiàn)因擔心結(jié)構(gòu)靜強度不夠而加大材料用量,反而造成材料利用率低的現(xiàn)象。借助有限元軟件分析塔機主要桁架結(jié)構(gòu),完成結(jié)構(gòu)強度校核后,對結(jié)構(gòu)動態(tài)特性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題展開探索。結(jié)果表明,塔身結(jié)構(gòu)、底盤結(jié)構(gòu)均滿足設(shè)計要求,同時鑒于結(jié)構(gòu)應(yīng)力均小于許用應(yīng)力,還存在可優(yōu)化空間,且結(jié)構(gòu)受力不均,出現(xiàn)局部應(yīng)力集中現(xiàn)象,對結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的優(yōu)化。最后,分析了改進的結(jié)構(gòu),驗證了優(yōu)化結(jié)果的正確性和可靠性,使其能應(yīng)用與工程實際。
【關(guān)鍵詞】：空間桁架 底盤 塔身標準節(jié) ANSYS Workbench 拓撲優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH213.3

【參考文獻】

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1 林友新;張卓群;李宏男;肖志前;李東升;;輸電塔結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化設(shè)計方法[J];沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年04期

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本文編號：1029938