基于实例的剪式抓斗优化与校核

发布时间：2017-04-06 07:01

  本文关键词：基于实例的剪式抓斗优化与校核，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前,剪式抓斗在国内得到了越来越普遍的应用。和传统的长撑杆式抓斗相比,剪式抓斗的结构相对简单,并且其抓取力矩不会随着颚板的闭合而减小。从某剪式抓斗生产厂家处得知,目前国内厂家所设计的剪式抓斗在抓取性能方面,和国外一流产品相比仍具有一定的差距。因此,对国内厂家生产的剪式抓斗的抓取性能进行优化研究,具有着重要的意义。抓斗在单次抓取过程中所能抓取的物料量是衡量其抓取性能的重要指标之一。随着港口的货物吞吐量不断提升,如何在满足安全要求的前提下进一步提高抓斗的物料抓取量,已经成为了抓斗抓取性能优化的重要研究方向。本文提出了剪式抓斗抓取性能的优化方案,并以此对某剪式抓斗实例进行优化设计。其中,主要亮点为：(1)推导出了抓斗所受各项抓取力和抓取阻力的函数表达式,建立了抓斗在抓取物料时的挖掘曲线方程；(2)建立了抓斗抓取性能的优化数学模型,并根据工况要求给出了约束条件；(3)利用上述优化模型完成了对某剪式抓斗抓取性能的优化设计,并分别对优化前后的剪式抓斗进行仿真。仿真结果表明,该优化模型在理论上可以提高剪式抓斗的抓取性能；(4)使用ANSYS软件对优化后的剪式抓斗进行受力分析。分析结果表明,优化后的剪式抓斗在理论上能够满足安全要求。
【关键词】：剪式抓斗 优化 仿真 受力分析
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U653.929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景与研究意义11-12
• 1.2 抓斗历史与现状概述12-17
• 1.3 抓斗抓取性能优化的国内外相关研究成果17-19
• 1.4 本论文研究思路及特色19-20
• 1.5 本章总结20-21
• 第2章 剪式抓斗挖掘过程受力分析21-35
• 2.1 剪式抓斗的抓取阻力21-27
• 2.1.1 切入阻力22-24
• 2.1.2 推压阻力24-25
• 2.1.3 摩擦阻力25-27
• 2.2 挖掘过程中的力矩平衡方程27-31
• 2.2.1 抓取力矩28-29
• 2.2.2 抓取阻力矩29-30
• 2.2.3 力矩平衡方程30-31
• 2.3 求解不同开度下的Q_x和L_Q31-33
• 2.4 剪式抓斗挖掘曲线方程33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 剪式抓斗优化数学模型的建立35-45
• 3.1 抓取力矩的影响因素35-36
• 3.2 抓斗尺寸参数的优化36-38
• 3.2.1 优化变量与目标函数36-37
• 3.2.2 约束条件的设置37-38
• 3.3 抓斗自重分配系数的优化38-44
• 3.3.1 抓斗主要部件重量计算39-41
• 3.3.2 优化变量与目标函数41-42
• 3.3.3 约束条件的设置42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 基于实例分析的剪式抓斗优化与仿真45-54
• 4.1 MATLAB软件及其相关功能介绍45-46
• 4.1.1 MATLAB软件简介45
• 4.1.2 MATLAB优化功能简介45-46
• 4.2 抓斗抓取性能的优化与仿真模块介绍46-49
• 4.2.1 仿真模块介绍46-47
• 4.2.2 优化模块介绍47-49
• 4.3 剪式抓斗优化实例介绍49-51
• 4.4 优化前后仿真对比51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 剪式抓斗优化结果校核54-67
• 5.1 剪式抓斗闭合前瞬间的受力分析54-57
• 5.1.1 抓斗上臂受力情况分析54-55
• 5.1.2 抓斗下臂和颚板受力情况分析55-57
• 5.2 ANSYS有限元分析软件简介57-59
• 5.3 ANSYS有限元应力分析59-66
• 5.3.1 剪式抓斗模型建立59-60
• 5.3.2 使用ANSYS求解及结果分析60-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第6章 总结与展望67-68
• 6.1 工作总结67
• 6.2 工作展望67-68
• 参考文献68-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：288421