臂式斗轮堆取料机斗子和轮体优化设计

发布时间：2017-09-14 14:12

  本文关键词：臂式斗轮堆取料机斗子和轮体优化设计

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【摘要】：斗轮堆取料机为料场、矿山等散料储运场所广泛应用的大型连续式散料处理设备,为了适应市场需求而提升精细化设计,对其实行参数化优化设计非常必要。本文以其斗轮机构关键部件为研究对象,建立参数化尺寸驱动的设计模型与多目标优化分析模型,以实现产品的智能化选参及快速设计,进一步提升复杂钢结构的设计效率与准确性。本文在综述了国内外相关文献研究的基础上,对斗轮机构斗子和轮体进行参数化优化设计进行了研究。本文主要的研究内容有：1.三维参数化设计技术：根据自上往下的设计思路和方法,在三维设计INVENTOR软件平台的基础上,提出斗轮机构斗子和轮体的参数化设计方法。本部分的主要内容有建立三维参数化框架、三维零部件模型、二维工程图的绘制、修改数据库中参数实现框架模型的尺寸驱动等。2.参数化计算分析：主要研究内容包括基于设计数据库参数的静力及模态分析,予以支撑和判断产品设计参数的选择,同时为后续优化分析提供计算支持。3.多目标优化计算：结合斗轮机构关键件的结构设计特点,考虑产品轻量化设计理论与力学性能的设计要求,基于ANSYS平台对斗轮机构关键件多目标优化技术开展研究,以确定钢结构设计过程中难以平衡的相关参数以及没有计算判断标准的经验参数,以求实现设计参数的最优化。进一步完善了基于参数化设计的多目标优化求解内容,针对斗子和辐条轮体的结构参数优化问题,实现了复杂工程问题的快速求解。4.操作平台封装技术：基于VB平台,实现人机交互界面输入,将参数化的设计与参数化的分析优化模块进行高度集成,实现封装。在受到研发成本和设计周期制约的非标产品领域将是本文研究取得的参数化的设计与优化分析技术成果的最佳应用领域。研究成果使得工程技术设计人员的产品开发周期大大缩短,并且从理论层面保证了产品设计的轻量化与可靠性,具有工程应用前景。
【关键词】：斗轮堆取料机 参数化设计 参数化分析 多目标优化
【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
• Abstract6-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 本文的研究对象14-16
• 1.2 斗轮堆取料机发展与设计研究现状16-18
• 1.2.1 斗轮堆取料机发展16-17
• 1.2.2 斗轮堆取料机设计研究现状17-18
• 1.3 本文的主要研究内容18-20
• 第2章 斗轮机构关键件参数化设计20-29
• 2.1 参数化CAD设计平台20-21
• 2.1.1 INVENTOR软件介绍20
• 2.1.2 参数化设计方法20-21
• 2.2 参数化的设计思想21-23
• 2.3 三维数模的参数化驱动与二维工程图技术23-25
• 2.3.1 框架23-24
• 2.3.2 参数表24-25
• 2.3.3 iLogic关联参数25
• 2.4 斗轮机参数化设计建模案例25-27
• 2.4.1 框架搭建25-26
• 2.4.2 衍生设计信息26
• 2.4.3 基于衍生的信息进行零件设计26-27
• 2.4.4 参数化更改模型27
• 2.5 本章小结27-29
• 第3章 斗轮机构关键件参数化分析技术29-53
• 3.1 参数化分析计算的意义29-30
• 3.2 基于ANSYS/APDL及VB的参数化有限元分析技术30-32
• 3.2.1 实现参数化分析(优化)的平台介绍30-32
• 3.2.2 参数化分析(优化)步骤32
• 3.3 计算理论基础32-34
• 3.3.1 有限单元法概述32-33
• 3.3.2 理论基础33-34
• 3.4 斗轮机构模型建立与参数设计34-39
• 3.4.1 斗轮机构参数化计算理论基础34-38
• 3.4.2 斗轮堆取料机整机载荷38-39
• 3.5 斗子与轮体参数化静力学分析39-43
• 3.5.1 参数化初始模型计算分析39-42
• 3.5.2 参数化模型实例静力分析42-43
• 3.6 斗轮机构参数化关键件振动特性模态分析43-52
• 3.6.1 模态分析的必要性43-44
• 3.6.2 建立并求解多自由度振动系统方程44-46
• 3.6.3 模态提取方法46-47
• 3.6.4 关键件模态分析47-49
• 3.6.5 关键件参数化模态分析实例49-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第4章 斗轮机构关键件优化计算53-64
• 4.1 斗轮机关键件多目标优化概述53-58
• 4.1.1 多目标优化设计的研究意义53-54
• 4.1.2 设计变量的确定54-56
• 4.1.3 目标函数的确立56-57
• 4.1.4 优化方法的选择57-58
• 4.2 斗子多目标优化求解58-60
• 4.2.1 斗子多目标优化模型建立58-60
• 4.2.2 斗子多目标优化设计结论60
• 4.3 辐条轮体多目标优化求解60-63
• 4.3.1 辐条轮体多目标优化设计60-61
• 4.3.2 轮体的优化求解及其结果分析61-63
• 4.3.3 辐条轮体多目标优化设计结论63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 参数化设计系统64-70
• 5.1 系统平台搭建目的64
• 5.2 系统工作流程的分析、设计64-66
• 5.3 系统功能实现66
• 5.4 系统应用实例66-69
• 5.5 本章小结69-70
• 结论与展望70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 附录A 部分关键程序75-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 代向歌;彭高明;;BP-GA算法对斗轮堆取料机回转平台的结构优化[J];机械设计与研究;2012年01期

2 孙晓江;;DQL1000.35斗轮机前臂架颤动原因分析及解决措施[J];哈尔滨轴承;2010年02期

3 郑宏晔;;斗轮机回转齿轮断齿原因分析[J];煤矿机械;2009年12期

4 吕明荟;李毅民;;斗轮堆取料机的发展趋势[J];港口装卸;2008年02期

5 钱江涛;斗轮堆取料机主参数的选用[J];水利电力机械;2005年01期

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本文编号：850488