本文關(guān)鍵詞：基于多軟件的類橢圓截面伸縮臂研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以160t鐵路救援起重機三節(jié)伸縮吊臂為研究對象,采用一種新型的對稱類橢圓截面作為其截面形式,在確立了吊臂的總體設計方案后,分別進行了理論分析,有限元計算和優(yōu)化和針對以及該截面形式的局部穩(wěn)定性研究。 首先,結(jié)合現(xiàn)有的國內(nèi)外起重機吊臂截面形式,設計出一種上下對稱的類橢圓截面作為該160t鐵路救援起重機三節(jié)伸縮吊臂的截面形式,繼而對吊臂的總體方案進行了完整的設計。 其次,分別通過Solidworks建模、Hypermesh劃分網(wǎng)格和Patran前處理對吊臂進行了有限元分析的前期準備工作,進而提交Nastran進行初步的有限元分析,針對分析結(jié)果中多處局部應力過大的問題提出了一種筋板的布置方案,將該方案應用到實際模型中重新分析計算后,與初始模型進行比較,證明了該筋板布置方案是有效可行的。 再次,針對初步計算結(jié)果中部分應力有較大富余的情況,進行了尺寸優(yōu)化,減小了吊臂板厚,降低了自重,節(jié)約了成本。另一方面,將廣泛應用于汽車和航空領(lǐng)域的拓撲優(yōu)化首次應用于吊臂的整體結(jié)構(gòu)設計,根據(jù)得到的結(jié)果對初始吊臂模型進行了結(jié)構(gòu)上的改進,經(jīng)過對新模型結(jié)構(gòu)的計算分析,得出了拓撲優(yōu)化能夠在保證結(jié)構(gòu)應力基本保持不變的情況下減輕吊臂自重的結(jié)論。 最后,對這種新型對稱類橢圓截面吊臂的局部穩(wěn)定性進行了研究。分別對吊臂、腹板、翼緣板采集了20組實驗數(shù)據(jù),用來探討其局部穩(wěn)定性臨界應力與板厚之間的關(guān)系以及吊臂、腹板、翼緣板三者之間的穩(wěn)定性臨界應力關(guān)系,得出的結(jié)果與理論公式相符。
【關(guān)鍵詞】：對稱類橢圓截面吊臂 有限元分析 尺寸優(yōu)化 拓撲優(yōu)化 屈曲分析
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH218
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 我國鐵路發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2 鐵路事故與救援11
• 1.3 國內(nèi)外鐵路救援起重機11-13
• 1.3.1 國外鐵路救援起重機發(fā)展狀況11-12
• 1.3.2 國內(nèi)鐵路救援起重機發(fā)展狀況12-13
• 1.4 國內(nèi)外鐵路救援起重機吊臂13
• 1.5 文獻綜述13-14
• 1.6 本論文主要研究內(nèi)容和意義14-15
• 第2章 對稱類橢圓截面吊臂方案設計15-26
• 2.1 吊臂截面設計15-16
• 2.2 伸縮方案16-18
• 2.3 三鉸點布置18-19
• 2.4 載荷組合19
• 2.5 載荷系數(shù)19
• 2.6 吊臂主要技術(shù)參數(shù)19-24
• 2.6.1 吊臂主要技術(shù)參數(shù)20-21
• 2.6.2 吊臂尺寸21-24
• 2.6.3 主要工況24
• 2.7 材料選用24-25
• 2.8 小結(jié)25-26
• 第3章 基于多軟件的吊臂有限元分析26-49
• 3.1 有限元分析流程26-27
• 3.2 三節(jié)伸縮吊臂模型27-28
• 3.3 網(wǎng)格劃分28-32
• 3.4 吊臂的有限元分析32-44
• 3.4.1 材料及單元屬性32-33
• 3.4.2 吊臂受力分析33-40
• 3.4.3 工況6有限元分析40-42
• 3.4.4 工況10分析42-44
• 3.5 結(jié)果分析44-45
• 3.6 筋板布置45-46
• 3.7 考慮筋板布置的有限元分析46-47
• 3.8 校核47-48
• 3.9 小結(jié)48-49
• 第4章 吊臂的尺寸優(yōu)化與拓撲優(yōu)化49-58
• 4.1 吊臂的尺寸優(yōu)化49-53
• 4.1.1 基本優(yōu)化問題描述49-50
• 4.1.2 吊臂尺寸優(yōu)化50-52
• 4.1.3 優(yōu)化結(jié)果52
• 4.1.4 校核52-53
• 4.2 吊臂的拓撲優(yōu)化53-57
• 4.2.1 拓撲優(yōu)化的數(shù)學模型53
• 4.2.2 吊臂的拓撲優(yōu)化53-57
• 4.3 小結(jié)57-58
• 第5章 吊臂穩(wěn)定性分析58-70
• 5.1 平板與薄壁圓筒穩(wěn)定性理論58-60
• 5.1.1 平板的屈曲58-59
• 5.1.2 薄壁圓筒的屈曲59
• 5.1.3 對稱類橢圓截面穩(wěn)定性研究59-60
• 5.2 吊臂的局部穩(wěn)定性校核60-61
• 5.3 吊臂穩(wěn)定性研究61-64
• 5.4 臨界載荷與板厚關(guān)系實驗64-68
• 5.4.1 薄板與薄壁圓筒的線性穩(wěn)定性解64
• 5.4.2 數(shù)據(jù)采集64-68
• 5.5 結(jié)果分析68-69
• 5.6 小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-76
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文76

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于多軟件的類橢圓截面伸縮臂研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：337235