钢丝绳有限元等效模型及应用

发布时间：2017-11-01 15:04

  本文关键词：钢丝绳有限元等效模型及应用

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【摘要】：钢丝绳由于其独特的优点,已经在工程建设中发挥着不可替代的作用,广泛应用于各种工程机械,建筑机械、电梯等领域。现有的钢丝绳研究主要集中在钢丝绳的寿命、钢丝绳的捻制工艺、钢丝绳内钢丝应力的分布和钢丝绳的无损检测等方面,但很少涉及钢丝绳的径向力学特性,而钢丝绳与滑轮、卷筒等相关零部件之间的相互作用与钢丝绳径向力学特性对钢丝绳系统的性能有直接的影响。本文针对这方面展开研究工作,主要完成研究工作包括：(1)建立考虑钢丝绳径向、轴向和弯曲力学特性的简单的有限元等效模型。这种模型建模简单,适合应用于钢丝绳和与之接触的零部件之间的径向力学作用研究。(2)设计并完成测量钢丝绳径向变形量的实验,应用参数反演技术,用Matlab和Ansys联合,得到钢丝绳等效模型的参数。(3)利用建立的钢丝绳有限元模型,完成直径500mm、650mm、800mm的MC尼龙滑轮截面尺寸优化,为更精细的滑轮设计奠定基础。由于从分析到实验,本文重点关注的是钢丝绳的径向力学行为,所以本文建立的钢丝绳等效模型适用于需要考虑钢丝绳径向力学行为的研究,如钢丝绳和滑轮之间接触力和变形的分析,钢丝绳在多层卷筒缠绕时,层间钢丝绳相互作用机理研究等。研究中所采用的依据实验数据反演得到等效模型参数的方法,对类似的问题研究有一定的借鉴意义。
【关键词】：钢丝绳 等效模型 参数反演 滑轮
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG356.45
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-13
• 1.1.1 钢丝绳8-11
• 1.1.2 滑轮11-13
• 1.2 研究现状13-14
• 1.3 问题提出14-15
• 1.4 研究内容与技术路线15
• 1.4.1 研究内容15
• 1.4.2 技术路线15
• 1.5 本章小结15-16
• 2 钢丝绳等效模型16-19
• 3 钢丝绳径向变形量测量实验19-31
• 3.1 加载装置的设计19-25
• 3.1.1 加载装置设计19-20
• 3.1.2 结构强度分析20-25
• 3.2 测量实验25-30
• 3.2.1 实验仪器和装备25-26
• 3.2.2 实验步骤26-28
• 3.2.3 实验结果28-30
• 3.3 本章小结30-31
• 4 钢丝绳等效模型的参数反演31-43
• 4.1 概述31-34
• 4.1.1 参数反演31-32
• 4.1.2 遗传算法32-34
• 4.2 参数反演的实现34-42
• 4.2.1 Ansys中的APDL34-35
• 4.2.2 Matlab中的遗传算法工具箱35-36
• 4.2.3 Ansys与Matlab数据传递36-37
• 4.2.4 参数反演流程图及遗传算法参数设置37-38
• 4.2.5 遗传算法的适应度函数38-39
• 4.2.6 参数反演结果39-42
• 4.3 本章小结42-43
• 5 滑轮的截面尺寸优化43-58
• 5.1 优化建模43-46
• 5.1.1 设计变量43-45
• 5.1.2 约束条件45-46
• 5.1.3 目标函数46
• 5.2 有限元模型及最危险工况46-50
• 5.3 不同直径滑轮的截面优化50-57
• 5.3.1 直径500mm滑轮截面优化结果50-53
• 5.3.2 直径650mm滑轮截面优化结果53-55
• 5.3.3 直径800mm滑轮截面优化结果55-57
• 5.4 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-61
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况61-62
• 致谢62-63

【参考文献】

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本文编号：1127312