本文關(guān)鍵詞：門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)　出處：《鄭州大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：門式起重機(jī)是一種在露天物料搬運(yùn)工作中廣泛采用的大型裝卸機(jī)械,被應(yīng)用于航空工業(yè)、冶金、機(jī)械加工等諸多生產(chǎn)領(lǐng)域。而作為起重機(jī)“骨架"的金屬結(jié)構(gòu),其重量占整機(jī)重量的60%～80%,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可在保證性能的前提下有效降低材料成本,因此是起重機(jī)設(shè)計(jì)中一個(gè)非常有實(shí)用價(jià)值的環(huán)節(jié)。本課題結(jié)合河南省起重機(jī)產(chǎn)業(yè)的實(shí)際需求,針對(duì)國(guó)內(nèi)門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)普遍存在質(zhì)量偏重、成本較高、材料消耗較多的特點(diǎn),提出以成熟商業(yè)軟件為工具,以二次開發(fā)為手段,對(duì)起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究思路。該研究工作可以保證起重機(jī)的工作性能,促進(jìn)整機(jī)輕量化,降低生產(chǎn)成本,提高起重機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)人員工作效率,因此具有重要的意義。 本文以吊鉤門式起重機(jī)為研究對(duì)象,重點(diǎn)分析金屬結(jié)構(gòu)的組成及特點(diǎn),獲得了能滿足實(shí)際工作要求的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化幾何模型。以大型有限元分析軟件ANSYS為工具,利用APDL命令流開發(fā)技術(shù),在合理選擇單元類型、單元接觸形式、載荷類型及邊界條件的基礎(chǔ)上,建立了金屬結(jié)構(gòu)的參數(shù)化有限元分析模型。然后,結(jié)合金屬結(jié)構(gòu)承受的載荷及工況,對(duì)其進(jìn)行靜力分析和動(dòng)態(tài)分析(包括模態(tài)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析)。通過靜力分析獲得結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形量,以此為約束條件,為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。通過動(dòng)態(tài)分析驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能,為結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析提供一定的理論基礎(chǔ)。 在完成金屬結(jié)構(gòu)的有限元分析工作之后,以其體積作為目標(biāo)函數(shù),考慮應(yīng)力和變形約束,結(jié)合起重機(jī)設(shè)計(jì)的基本原則,采用基于ANSYS與iSIGHT集成優(yōu)化方法對(duì)門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用靈敏度分析技術(shù),選擇對(duì)金屬結(jié)構(gòu)體積影響最大的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量,提高了計(jì)算效率。計(jì)算結(jié)果表明利用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)可以有效降低起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的重量。 本論文所有數(shù)值算例均以型號(hào)為MG50/25t-30m的吊鉤門式起重機(jī)為對(duì)象,該型起重機(jī)結(jié)構(gòu)成熟,應(yīng)用廣泛,因此研究成果可以直接用于指導(dǎo)該類型起重機(jī)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH213.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1321830