新型门式起重机的设计及优化

发布时间：2019-05-24 11:12

【摘要】：本文通过对传统门式起重机结构的分析,并参考桥梁中的支撑结构,提出了一种Y型支撑方式的新型门式起重机。在ANSYS有限元软件中,建立了传统结构与新型结构的有限元模型,通过对两种结构进行试算、分析,并将其分析结果与传统型进行比较,发现这种新型结构要比传统结构更为优良。从而证明了Y型支撑方式的新型门式起重机是可行的。 对结构进行力学特性分析包括静态分析和动态分析这两个方面。静态分析主要包括结构强度分析和静刚度分析,通过分析,参照起重机设计规范要求对两者进行校核,并对强度和刚度薄弱的部位进行加强。动态分析主要是对结构进行动刚性分析,通过模态分析和谐响应分析确定影响结构系统动态性能的关键固有频率,根据设计规范要求对这些关键频率进行校核,使其达到设计规范要求。同时,提取各分析的计算数据作为动态优化设计的状态变量或目标函数。 利用ANSYS有限元软件对新型门式起重机结构系统进行动态优化设计。首先,分别以新型门式起重机结构系统的自重和第二十三阶模态频率为目标函数对结构系统进行灵敏度分析,确定动态优化设计的设计变量；然后,根据静、动态分析提取的数据作为状态变量,对结构系统进行动态优化设计。根据优化的结果,对两种方案进行比较,得到一种自重轻、静动态性能优良的新型门式起重机结构的设计方案。
[Abstract]:Based on the analysis of the structure of the traditional gantry crane and referring to the supporting structure in the bridge, a new type of gantry crane with Y support mode is proposed in this paper. In ANSYS finite element software, the finite element model of traditional structure and new structure is established. Through the trial calculation and analysis of the two structures, the analysis results are compared with the traditional type. It is found that this new structure is better than the traditional structure. It is proved that the new type of gantry crane with Y support mode is feasible. The mechanical analysis of the structure includes static analysis and dynamic analysis. The static analysis mainly includes structural strength analysis and static stiffness analysis. Through the analysis, the two are checked according to the requirements of crane design code, and the weak strength and stiffness are strengthened. The dynamic analysis is mainly to analyze the rigid action of the structure, and the key natural frequencies that affect the dynamic performance of the structural system are determined by modal analysis and harmonious response analysis, and these key frequencies are checked according to the requirements of the design code. Make it meet the requirements of the design code. At the same time, the calculated data of each analysis are extracted as the state variables or objective functions of dynamic optimization design. The dynamic optimization design of a new type of gantry crane structure system is carried out by using ANSYS finite element software. Firstly, the sensitivity analysis of the structural system is carried out with the self-weight and the 23rd modal frequency of the new gantry crane structure system as the objective function respectively, and the design variables of the dynamic optimization design are determined. Then, according to the data extracted by static and dynamic analysis as state variables, the dynamic optimization design of the structural system is carried out. According to the optimization results, a new type of gantry crane structure design scheme with light weight and excellent static and dynamic performance is obtained by comparing the two schemes.
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH213.5

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本文编号：2484814