大型提梁机结构有限元分析与优化设计
发布时间：2025-04-23 03:58
本文以某公司生产的用于高速铁路桥梁架设用的9000kN级轮胎式提梁机为研究对象,利用大型有限元计算软件ANSYS提供的参数化语言(APDL),建立了提梁机结构的参数化模型,采用ANSYS对该提梁机进行了静强度、静刚度、稳定性分析及模态分析,发现该轮胎式提梁机主梁及枕梁局部结构存在一定问题;通过对提梁机主梁和枕梁局部结构进行改进,并对改进后的提梁机进行有限元分析,得出改进后的提梁机满足静强度、静刚度及稳定性要求;接着利用ANSYS的优化分析模块对提梁机主梁进行优化设计,得出了主梁较合理的几何尺寸,并对优化后的提梁机进行了静强度、静刚度与稳定性验算,验证了优化结果的可行性。 本次研究结果表明用ANSYS进行有限元分析既可以节省人力物力,又有比较高的模拟精度,对于工程实际是非常有用的,可以提高大型起重机械结构设计水平,使其结构更加合理,既满足当今社会发展的需求,也显示了ANSYS在有限元分析和优化设计中的作用和意义,该提梁机的有限元分析与优化设计研究可为同类产品的设计及工程实际问题的解决提供具有参考价值的理论依据与实践指导。
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 起重机的国内外研究现状
1.2.1 国外现状
1.2.2 国内现状
1.3 课题研究内容及方法
第二章 提梁机结构有限元模型的建立
2.1 提梁机结构构成及基本参数
2.1.1 提梁机的结构特点
2.1.2 提梁机的结构参数
2.2 提梁机结构有限元模型的建立
2.2.1 模型的单元特性
2.2.2 材料特性
2.2.3 载荷计算
2.2.4 计算工况的选择
2.2.5 提梁机参数化建模基本思想与步骤
2.2.6 提梁机结构有限元计算模型的建立
第三章 提梁机结构静态特性分析
3.1 提梁机结构静强度、静刚度分析
3.1.1 运送梁的规格为32.6m-9000kN
3.1.2 运送梁的规格为24.6m-6860kN
3.1.3 运送梁的规格为20.6m-5450kN
3.2 提梁机稳定性分析
3.2.1 稳定性的基本概念及其分类
3.2.2 提梁机稳定性分析计算结果
3.2.2.1 运送梁的规格为32.6m-9000kN
3.2.2.2 运送梁的规格为24.6m-6860kN
3.2.2.3 运送梁的规格为20.6m-5450kN
3.3 本章小结
第四章 提梁机模态分析
4.1 模态分析概论
4.2 模态分析理论基础
4.3 模态提取方法的选取
4.4 提梁机模态分析结果
4.4.1 提梁机固有频率及模态振型
4.4.2 模态结果分析
第五章 提梁机的结构改进及校核
5.1 提梁机主梁的改进
5.2 提梁机枕梁的改进
5.3 改进后的提梁机整机的结构校核
5.3.1 改进后的提梁机结构静强度、静刚度分析
5.3.2 改进后的提梁机结构稳定性分析
5.3.3 改进后的提梁机的结构校核结果
第六章 提梁机主梁优化设计
6.1 优化设计概述
6.2 基于APDL的有限元优化设计技术
6.2.1 APDL参数化设计语言概论
6.2.2 ANSYS的优化设计原理
6.2.3 ANSYS的优化设计过程
6.3 提梁机主梁优化数学模型的建立
6.3.1 设计变量的选取
6.3.2 目标函数的建立
6.3.3 约束条件的确定
6.4 提梁机主梁优化设计过程
6.4.1 分析文件的建立
6.4.2 提取并指定状态变量和目标函数
6.4.3 优化方法的选取
6.4.4 优化计算工况的选取
6.5 优化结果分析
6.6 优化后的提梁机结构静强度、静刚度及稳定性的校核
6.6.1 提梁机结构静强度、静刚度校核
6.6.2 提梁机屈曲稳定性校核
结论与展望
参考文献
就读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：4041185
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 起重机的国内外研究现状
1.2.1 国外现状
1.2.2 国内现状
1.3 课题研究内容及方法
第二章 提梁机结构有限元模型的建立
2.1 提梁机结构构成及基本参数
2.1.1 提梁机的结构特点
2.1.2 提梁机的结构参数
2.2 提梁机结构有限元模型的建立
2.2.1 模型的单元特性
2.2.2 材料特性
2.2.3 载荷计算
2.2.4 计算工况的选择
2.2.5 提梁机参数化建模基本思想与步骤
2.2.6 提梁机结构有限元计算模型的建立
第三章 提梁机结构静态特性分析
3.1 提梁机结构静强度、静刚度分析
3.1.1 运送梁的规格为32.6m-9000kN
3.1.2 运送梁的规格为24.6m-6860kN
3.1.3 运送梁的规格为20.6m-5450kN
3.2 提梁机稳定性分析
3.2.1 稳定性的基本概念及其分类
3.2.2 提梁机稳定性分析计算结果
3.2.2.1 运送梁的规格为32.6m-9000kN
3.2.2.2 运送梁的规格为24.6m-6860kN
3.2.2.3 运送梁的规格为20.6m-5450kN
3.3 本章小结
第四章 提梁机模态分析
4.1 模态分析概论
4.2 模态分析理论基础
4.3 模态提取方法的选取
4.4 提梁机模态分析结果
4.4.1 提梁机固有频率及模态振型
4.4.2 模态结果分析
第五章 提梁机的结构改进及校核
5.1 提梁机主梁的改进
5.2 提梁机枕梁的改进
5.3 改进后的提梁机整机的结构校核
5.3.1 改进后的提梁机结构静强度、静刚度分析
5.3.2 改进后的提梁机结构稳定性分析
5.3.3 改进后的提梁机的结构校核结果
第六章 提梁机主梁优化设计
6.1 优化设计概述
6.2 基于APDL的有限元优化设计技术
6.2.1 APDL参数化设计语言概论
6.2.2 ANSYS的优化设计原理
6.2.3 ANSYS的优化设计过程
6.3 提梁机主梁优化数学模型的建立
6.3.1 设计变量的选取
6.3.2 目标函数的建立
6.3.3 约束条件的确定
6.4 提梁机主梁优化设计过程
6.4.1 分析文件的建立
6.4.2 提取并指定状态变量和目标函数
6.4.3 优化方法的选取
6.4.4 优化计算工况的选取
6.5 优化结果分析
6.6 优化后的提梁机结构静强度、静刚度及稳定性的校核
6.6.1 提梁机结构静强度、静刚度校核
6.6.2 提梁机屈曲稳定性校核
结论与展望
参考文献
就读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：4041185
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/4041185.html
