本文關鍵詞：翻車機鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：翻車機是一種高效率的、大型的卸載裝有散料的鐵路敞車的專業(yè)設備。翻車機與其他卸載敞車機械相比，有著卸載干凈、卸載能力大、卸載效率高、自動化程度高等特點。翻車機能夠明顯的為企業(yè)降低勞動力數(shù)量，因為其自動化作業(yè)，同時能夠很大的程度改善工人的勞動條件，大幅度的降低企業(yè)運行成本�；谝陨线@些優(yōu)點，目前像港口、煤炭、焦化、發(fā)電廠、冶金等需要大量吞吐散裝物料的大型企業(yè)普遍使用翻車機。 本課題來源于2009年北方重工集團有限公司與印度某公司簽訂的2x500MW火力發(fā)電廠成套項目，翻車機是其中的設備之一。由于印度鐵路敞車的結(jié)構(gòu)尺寸與國內(nèi)的有所區(qū)別，因此必須修改翻車機鋼結(jié)構(gòu)尺寸，為了保證新結(jié)構(gòu)尺寸的翻車機有足夠的剛度、強度及能夠全壽命工作，并且降低其制造成本。本文根據(jù)印度鐵路敞車的參數(shù)修改了翻車機的結(jié)構(gòu)尺寸，并且依據(jù)使用現(xiàn)場的地理環(huán)境及鐵路敞車參數(shù)，確定了初始條件，邊界條件。采用ansys有限元分析軟件，根據(jù)不同工況的受力情況計算得出翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)在5種工況下的變形情況及應力水平及前10階固有頻率。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)的剛度及強度都有很大的富余，根據(jù)相關標準及實際工程經(jīng)驗，對翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化處理，經(jīng)過優(yōu)化處理的翻車機鋼結(jié)構(gòu)總體質(zhì)量輕了24.6%，最后經(jīng)過疲勞壽命計算表明翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)可以保證30年運行壽命。 根據(jù)本課題所確定的翻車機已經(jīng)投產(chǎn)使用，根據(jù)現(xiàn)場使用情況表明，本課題所采用的方法是可行的。通過本文的研究證明了有限元分析在工業(yè)產(chǎn)品的設計中是可行且的重要的，，它可以大大節(jié)省設計人員在力學分析時所消耗的時間，并且準確度也較手工計算有很大的改善。另外采用優(yōu)化設計可以很大幅度的降低工業(yè)產(chǎn)品的可靠性及制造成本，從而降低企業(yè)的成本，同樣也減少了資源的消耗，是對中國對世界資源與環(huán)境貢獻。
【關鍵詞】：翻車機 鋼結(jié)構(gòu) 有限元分析 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH237.3;U272.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-18
• 1.1 選題的依據(jù)與意義9
• 1.2 翻車機概述9-13
• 1.2.1 翻車機發(fā)展及應用現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 各形式翻車機簡介10-13
• 1.3 相關應用技術研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 有限元法概述13-14
• 1.3.2 疲勞理論發(fā)展概述14-17
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第2章 翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)設計18-24
• 2.1 設計輸入數(shù)據(jù)18
• 2.2 其他要求18-19
• 2.3 結(jié)構(gòu)設計需要考慮的因素19
• 2.4 結(jié)構(gòu)設計19-23
• 2.4.1 端梁20-21
• 2.4.2 平臺21-22
• 2.4.3 側(cè)梁22
• 2.4.4 頂梁22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)有限元分析24-47
• 3.1 翻車機各種工況說明24-27
• 3.2 翻車機各工況載荷情況說明27-29
• 3.3 翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)分析模型的建立29-46
• 3.3.1 翻車機主體鋼結(jié)構(gòu)簡化結(jié)構(gòu)和建模29-31
• 3.3.2 定義模型的屬性、實常數(shù)及劃分網(wǎng)格31-33
• 3.3.3 邊界條件33-35
• 3.3.4 有限元分析結(jié)果35-40
• 3.3.5 模態(tài)分析40-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 優(yōu)化設計47-63
• 4.1 優(yōu)化設計技術47-48
• 4.1.1 基本理念47
• 4.1.2 基本思想47-48
• 4.2 數(shù)學模型48-49
• 4.3 優(yōu)化設計求解49-50
• 4.3.1 選擇方法49-50
• 4.4 結(jié)果分析50-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第5章 疲勞分析63-67
• 5.1 疲勞分析的必要性63
• 5.2 疲勞分析各事件確定及結(jié)果63-66
• 5.2.1 疲勞事件確定63-64
• 5.2.2 位置確定64
• 5.2.3 載荷確定64-65
• 5.2.4 材料 S-N 曲線65
• 5.2.5 疲勞壽命結(jié)果65-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第6章 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-75
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果75

【參考文獻】

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本文編號：355416