基于有限元法的重型绞车主要部件优化设计与寿命分析

发布时间：2017-12-12 14:19

  本文关键词：基于有限元法的重型绞车主要部件优化设计与寿命分析

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【摘要】：随着全球经济的高速发展各个国家对石油的需求不断增加,而由于几十年的开采陆上的油气资源在不断减少,所以开采海洋资源对未来世界经济的发展有着重要的意义。我国海域油气资源储量巨大,尤其是中国南海,占我国油气总资源量的1/3。重型定位绞车是一种高技术、高附加值的海工甲板机械,主要用于石油钻井平台的定位或浮式起重机、浅水铺管船等工程船舶的定位或移船,是海上工程机械的关键设备。在重型绞车设备国际市场每年的销售量中,市场几乎全部被日韩和欧美的厂商所占据,目前我国重型绞车设备主要依赖于进口,每年采购量巨大,这大大削弱了我国海工机械装备的成本优势。我国重型绞车传统的设计方式,大部分停留在模仿和类比设计阶段,已经无法满足重型绞车的设计要求。因此跟随全球机械设计的潮流,研究一套完善的重型绞车新型设计方法就显得更加重要。研究提出了基于有限元法的计算机辅助设计方法,利用三维制图软件、有限元分析软件和疲劳寿命分析软件对重型绞车的设计方法进行改进。跟随工程船海上实际作业记录实际的工作载荷,制定一套符合实际的载荷谱,将计算机分析与实践数据相结合,应用于重要构件的疲劳寿命分析中。压缩了设计的周期,提高了设计的准确度,减少了材料成本,缩短了制造时间,大大提高了企业生产制造的效率,带来了可观效益。论文以上海振华重工制造的某100t定位绞车为例,首先利用三维制图软件对绞车的卷筒和齿轮轴进行建模。然后在有限元分析软件中进行静力分析,随船出海记录的载荷根据雨流计数法计算统计得出载荷谱。将绞车在实际运行过程中易疲劳破坏的小齿轮轴静力分析结果导入到疲劳寿命分析软件,并根据实际得出的载荷谱分析小齿轮的寿命;在此基础上进行优化,最终得到可靠的设计模型,并在实践生产设计中加以应用。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P742
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本文编号：1282811