本文關(guān)鍵詞：橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來，，起重機在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。傳統(tǒng)設(shè)計方法導致起重機的金屬結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理，質(zhì)量偏重，性能“富余”等現(xiàn)象。目前文獻表明在起重機金屬結(jié)構(gòu)有限元分析方面，研究對象大多只針對于某一類型的起重機金屬結(jié)構(gòu)，而并沒有建立將多種類型的起重機金屬結(jié)構(gòu)進行有限元分析的系統(tǒng)。本文以有限元理論為基礎(chǔ)，結(jié)合商業(yè)分析軟件，以二次開發(fā)為手段，開發(fā)一套集參數(shù)化建模、結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性分析、優(yōu)化設(shè)計分析于一體的設(shè)計系統(tǒng)。設(shè)計人員通過簡單的交互式操作，實現(xiàn)橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)的分析及優(yōu)化分析，在滿足結(jié)構(gòu)的強度、剛度的條件下，達到降低結(jié)構(gòu)重量的目的。該研究工作避免了重復建模的工作，降低了設(shè)計人員采用有限元設(shè)計分析的門檻，對提高設(shè)計人員的工作效率和縮短設(shè)計周期具有重要的意義。論文的主要內(nèi)容如下： （1）對A型剛?cè)嶂乳T式起重機以及橋式起重機的金屬結(jié)構(gòu)做參數(shù)化處理，并用APDL參數(shù)化語言建立幾種機型的金屬結(jié)構(gòu)參數(shù)化有限元分析模型，并確定相應(yīng)的載荷工況以及邊界條件。 （2）分析橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)的受力，針對不同的工況，對橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)特性分析，對QG20t/31.5型號的橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)進行試驗測試，并與系統(tǒng)分析計算結(jié)果進行比較，驗證系統(tǒng)的可靠性。 （3）以優(yōu)化設(shè)計為理論依據(jù)，以橋式起重機和門式起重機的金屬結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)作為設(shè)計變量，在滿足剛度、強度及其他設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，以金屬結(jié)構(gòu)的重量作為目標變量，采用分步優(yōu)化等方法對起重機金屬結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計分析，并對優(yōu)化設(shè)計結(jié)果進行圓整，將圓整后的設(shè)計變量尺寸對起重機進行性能分析，驗證優(yōu)化的可行性。 （4）利用Tcl/Tk語言定制相應(yīng)橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)的參數(shù)化界面以及優(yōu)化設(shè)計界面，并通過專用的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)參數(shù)與ANSYS進行數(shù)據(jù)傳送，并在ANSYS內(nèi)部建立分析菜單欄，使分析系統(tǒng)界面簡單明了。 本文結(jié)合Ansys有限元分析軟件，開發(fā)了一套關(guān)于橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計軟件，并通過實驗測試驗證了該軟件的建模方法和分析設(shè)計的有效性，對起重機的發(fā)展具有重要的實際工程價值。
【關(guān)鍵詞】：Ansys Tcl/Tk 起重機 有限元分析 優(yōu)化設(shè)計
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 課題研究背景及意義13-15
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展及研究概況15-17
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 2 有限元基本原理及 ANSYS 二次開發(fā)技術(shù)19-27
• 2.1 有限元法的基本原理19-21
• 2.2 ANSYS 二次開發(fā)技術(shù)21-22
• 2.3 APDL 參數(shù)化設(shè)計語言22-23
• 2.4 Tcl/Tk 語言概述23-26
• 2.4.1 Tcl 語言簡介23
• 2.4.2 Tcl 的語言的基本語法23-24
• 2.4.3 Tk 圖形工具箱簡介24-25
• 2.4.4 Tcl/Tk 語言在 Ansys 二次開發(fā)中的應(yīng)用25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 3 起重機金屬結(jié)構(gòu)性能分析27-47
• 3.1 模型簡化27-28
• 3.2 起重機金屬結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模28-30
• 3.3 基于 APDL 的參數(shù)化建模30-34
• 3.3.1 材料屬性及單元選擇32
• 3.3.2 邊界約束條件的模擬32-34
• 3.4 載荷以及載荷組合34-37
• 3.4.1 載荷類型34-37
• 3.4.2 工況分析37
• 3.5 算例分析37-45
• 3.5.1 橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)算例分析38-42
• 3.5.2 門式起重機金屬結(jié)構(gòu)算例分析42-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 4 起重機金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計47-60
• 4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法47-49
• 4.1.1 設(shè)計變量47-48
• 4.1.2 目標函數(shù)48
• 4.1.3 約束條件48-49
• 4.2 優(yōu)化方法49-51
• 4.2.1 分步優(yōu)化49-50
• 4.2.2 基于 Ansys 的結(jié)構(gòu)優(yōu)化50-51
• 4.3 橋式起重機金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計51-56
• 4.3.1 數(shù)學模型51-53
• 4.3.2 優(yōu)化結(jié)果與分析53-56
• 4.4 門式起重機金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計56-58
• 4.4.1 數(shù)學模型56-57
• 4.4.2 優(yōu)化結(jié)果與分析57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 5 系統(tǒng)集成與功能實現(xiàn)60-75
• 5.1 系統(tǒng)架構(gòu)60-62
• 5.2 人機交互式界面設(shè)計62
• 5.3 系統(tǒng)集成與實現(xiàn)62-73
• 5.3.1 與 Ansys 系統(tǒng)集成62-64
• 5.3.2 性能分析模塊64-69
• 5.3.3 部件分析功能69-70
• 5.3.4 優(yōu)化系統(tǒng)70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 6 系統(tǒng)性能驗證75-83
• 6.1 實驗測試75-78
• 6.1.1 測試工況75-76
• 6.1.2 測點位置76-77
• 6.1.3 測試結(jié)果77-78
• 6.2 樣機仿真分析78-80
• 6.2.1 數(shù)據(jù)獲取78-79
• 6.2.2 仿真結(jié)果79-80
• 6.3 結(jié)果分析及對比80-82
• 6.3.1 靜剛度分析80
• 6.3.2 靜強度分析80-82
• 6.3.3 結(jié)果分析82
• 6.4 本章小結(jié)82-83
• 7 總結(jié)與展望83-85
• 7.1 總結(jié)83
• 7.2 展望83-85
• 參考文獻85-88
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果88-89
• 致謝89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：橋門式起重機金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：402229