基于CAE的船舶起重机塔体结构优化与可靠性研究

发布时间：2020-06-05 23:37

【摘要】：随着我国经济贸易显著加强,国家对外进出口额逐年增加,由此而带来的港口和船舶货运吞吐量也大幅增长。船舶起重机是大型船舶必备的自装卸机械,具有灵活,便捷,适应性广等优点,其应用越来越广,作用愈来愈大,同时对起重机的技术要求也越来越高。尤其是计算机技术的广泛应用,促使了许多跨学科的先进设计方法出现,推动了起重机新的设计技术和制造技术的提高。激烈的国际市场竞争也越来越依赖于技术的竞争。这些都促使起重机的技术性能进入崭新的发展阶段。 本文运用CAE技术对船舶起重机塔体结构进行了结构静力分析,以及优化和可靠性研究,主要研究内容如下: 1.应用软件ANSYS对复杂塔体结构进行建模研究,探索建立符合力学模型的空间非规则结构的建模方法;分析塔体结构的承载能力,为塔体结构的设计和优化提供依据和指导。 2.对某型号的船舶起重机塔体结构的受力和边界条件约束进行了分析,采用两种不同的约束方式,建立有限元模型进行对比,从中得出了一些有意义的结论。 3.针对该塔体结构模型复杂,编制常规的APDL命令流分析困难,本文着重阐述了一种新的实现方法,并用这种方法重建出塔体结构的有限元模型,并将这种方法建立的命令流文件成功应用于塔体结构的优化设计和可靠性分析中。 4.对塔体结构的优化进行了研究,采用合适的优化策略和优化算法,在保证塔体结构承载能力的前提下,有效降低塔体结构自重。 5.对优化后的塔体结构进行了可靠性分析,针对该塔体结构多孔多门的缺陷结构,按有关理论计算了钢材屈服强度的均值和方差。使用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法进行求解,重点进行了该塔体结构的可靠性统计结果和趋势结果的分析研究。
【图文】：

课题背景本文所研究的对象是中国船舶重工集团公司下属的某厂为国外某公司设计制造的一种新型船舶起重机的塔体结构。如图1一1所示，该起重机由臂架、塔体、基柱三大构件组成，具有结构简单，体积轻巧，起重量大，可全方位回转等优点。现代市场经营理念要求公司以较少的产品品种和规格来适应最广泛的用途，降低成本，提高产量，实施产品系列化战略。因此，要求对该型号船舶起重机现有结构的承载能力进行详细的分析，为该系列起重机结构改进提供依据和指导，同时从经济性角度出发，要求对其进行结构优化设计和研究

塔体底座模型放大图
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH218

【参考文献】

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本文编号：2698785