斗轮堆取料机上部钢结构C型梁参数化设计及优化

发布时间：2017-03-17 16:02

  本文关键词：斗轮堆取料机上部钢结构C型梁参数化设计及优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：斗轮堆取料机作为一种连续高效的散料输送设备广泛应用在电厂、港口、矿山、钢铁厂和水泥厂等重要的工业领域中。为了适应市场需求、提升精细化设计,对斗轮堆取料机进行参数化优化设计就显得非常迫切和至关重要。上部钢结构C型梁本身质量大,对其尺寸优化的意义在于提升整机的轻量化、C型梁结构性能以及降低制造成本。本文以其上部钢结构C型梁为研究对象,创建参数化尺寸驱动的三维模型和优化分析模型,依据前沿智能算法和散料计算分析对优化结果进行可靠性验证。本文在参考了国内外相关文献资料的基础上,对斗轮堆取料机上部钢结构C型梁的参数化设计与优化分析技术进行了研究。本文主要的研究工作有:1.基于INVENTOR的参数化设计技术:在三维设计软件INVENTOR环境下对斗轮堆取料机上部钢结构C型梁的参数化建模基本原理进行了论述。根据自顶向下的参数化建模方法,实践了三维参数化建模的全过程,并针对建模过程中容易出现的问题提出了有效的解决办法。2.三维模型参数化的有限元分析:利用ANSYS的APDL参数化编程语言,对上部钢结构C型梁受力边界条件与材料设置等参数进行前置化处理,通过改变参数表中的设计参数,即可直接获得参数化CAE的应力与位移变形情况的分布图。主要研究内容包括参数化的静力、模态分析、加载情况与后处理的参数化代码编译等。3.参数化的多目标优化设计:结合上部钢结构C型梁的结构特点以及产品轻量化设计理论与力学性能的设计要求,基于ANSYS平台对上部钢结构C型梁多目标优化技术进行研究,确定钢结构设计过程中难以平衡的相关参数以及缺乏计算判断标准的经验参数,实现设计参数的最优化,达到快速求解复杂工程设计问题的目的。本文的研究成果可以大幅缩短散料运输机械设计人员的产品开发周期,并且从理论层面保证了产品设计的轻量化与可靠性,具有较强的工程应用前景。
【关键词】：斗轮机上部钢结构 C型梁 参数化设计 有限元分析 参数化优化分析
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 斗轮堆取料机发展与设计研究现状13-15
• 1.2.1 斗轮堆取料机的发展13
• 1.2.2 斗轮堆取料机设计研究现状13-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第2章 斗轮机上部钢结构C型梁参数化设计技术16-27
• 2.1 参数化CAD设计平台16-18
• 2.1.1 INVENTOR软件介绍16-17
• 2.1.2 参数化设计流程17-18
• 2.2 自顶向下的参数化设计方法18
• 2.3 三维参数化数模与二维工程图技术18-19
• 2.4 上部钢结构C型梁参数化设计建模案例19-23
• 2.5 操作平台演示23-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 斗轮机上部钢结构C型梁参数化分析技术27-53
• 3.1 参数化分析技术的意义27-28
• 3.2 基于ANSYS/APDL及VB的参数化有限元分析技术28
• 3.2.1 参数化优化分析平台介绍28
• 3.2.2 参数化优化分析步骤28
• 3.3 有限单元法分析理论基础简介28-33
• 3.3.1 有限单元法简述28-29
• 3.3.2 理论基础29-33
• 3.4 上部钢结构C型梁模型建立与参数计算33-40
• 3.4.1 斗轮堆取料机整机载荷33-35
• 3.4.2 上部钢结构及C型梁参数计算35-40
• 3.5 C型梁参数化静力学分析40-45
• 3.5.1 C型梁的边界条件和载荷41-42
• 3.5.2 C型梁的刚度计算结果及分析42-45
• 3.6 C型梁参数化的振动模态分析45-51
• 3.6.1 模态分析必要性46
• 3.6.2 建立和求解多自由度系统振动方程46-49
• 3.6.3 模态的提取方法49
• 3.6.4 C型梁模态分析49-51
• 3.7 操作平台演示51-52
• 3.8 本章小结52-53
• 第4章 斗轮机上部钢结构C型梁优化设计53-61
• 4.1 斗轮机C型梁多目标优化设计53-59
• 4.1.1 多目标优化设计研究意义53
• 4.1.2 设计变量的确定53-54
• 4.1.3 目标函数的确立54-55
• 4.1.4 优化方法的选择55
• 4.1.5 优化求解流程55-58
• 4.1.6 C型梁多目标优化设计结论58-59
• 4.2 操作平台演示59-60
• 4.3 本章小结60-61
• 结论与展望61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 附录A 部分关键程序67-68

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