基于ANSYS的自动扶梯桁架结构优化设计
[Abstract]:The truss structure of the escalator plays the role of supporting the dead weight and the external load of the escalator member. In order to ensure the safety and stability of escalator operation, too large size steel is used to produce the truss structure of escalator, so that the strength and stiffness margin of the truss is too large, which will bring a large loss of steel. As the number of escalator trusses increases, the material consumption of escalator truss becomes more and more serious. In this paper, the ANSYS software is used to analyze the escalator truss structure and carry out the optimization design of the truss, which lays the foundation for the green manufacture and the material saving design of the truss. Firstly, according to the characteristics of truss structure, the finite element model of the middle segment of escalator truss is constructed by using ANSYS. According to the actual load and geometric parameters of the existing escalator truss, the stress state, strength and stiffness of the truss are analyzed. The results show that the design margin of the existing truss structures is too large, and there is still a lot of room for saving materials. The constitutive relationship between stress and strain of truss is revealed by statics analysis, which provides a theoretical basis for the design of some sections of truss structure. Then, the prestressed technology is introduced in the design of escalator truss structure. The stress-strain relationship of truss is analyzed and synthesized. That is to say, the deflection and stress of truss are solved under specified load, and the optimum tensile force is obtained after analyzing each group of experimental data. By changing the truss structure and increasing the length of web bar, the initial internal stress of the escalator truss is produced after manufacture. The deflection of the escalator truss structure is analyzed under the specified load and effectively controlled. Finally, the optimization analysis of the single side escalator truss structure is carried out. Taking the steel volume of the single side escalator truss structure as the objective function, the maximum displacement and stress range of the truss structure are obtained. The optimum values of the cross-section parameters of each beam and rod of the escalator truss structure are obtained. The truss model is updated with the standard steel specification which is similar to the maximum value, and it is verified that the truss still has enough safety factor. The main conclusions are as follows: (1) the size of section steel used in the original escalator truss is too large. The strength and stiffness of the members of the original escalator truss structure can still meet the requirements of the code after replacing the members of the original escalator truss structure with the section steel of smaller specification, the stress in the upper and lower chords of the escalator truss structure is analyzed, and the following conclusions are obtained: reducing the steel specification of the lower chord, The steel consumption can be further reduced. (2) the prestressed technology is introduced in the manufacture or installation of the escalator truss. The deflection of the escalator truss structure can be effectively controlled and the internal stress state is more ideal. The prestressed escalator truss can reduce the cross section parameters of the beam bar and save steel. (3) the optimization analysis of the escalator truss structure is carried out by using the advanced finite element analysis method of ANSYS structure. The truss model is updated with reference to the optimized beam and rod cross-section parameters. It is verified that the strength and stiffness of the optimized truss meet the requirements and the steel usage of the escalator truss is greatly reduced.
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH236
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,本文编号:2269449
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