电动葫芦门式起重机结构分析与优化设计

发布时间：2017-04-17 01:16

  本文关键词：电动葫芦门式起重机结构分析与优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：起重机械已经成为了现代生产过程中不可缺少的一种工具。起重机械的设计是否合理对于企业的安全生产和减少事故起着至关重要的作用，以往的起重机械设计方法普遍存在着自重较大，材料浪费的问题。现代起重机械设计方法的出现，缩短了起重机设计的周期，加快了起重机设计方法的发展。在满足工程需要的前提下，如何实现起重机的快速设计，减低起重机的自重，提高企业的经济效益对于人们具有更现实的意义。 本文通过ANSYS有限元软件，对电动葫芦门式起重机进行了有限元建模。通过对起重机有限元模型进行加载，静态分析和动态分析，为接下来起重机的优化设计提供依据。本文的研究内容主要包括； (1）基于有限元理论基础，通过APDL二次开发语言，建立了起重机的有限元模型，对起重机进行模型加载和静态分析计算，得到了起重机的结构最大应力和最大变形，得到了起重机结构设计中的薄弱处。 (2)对起重机模型进行模态分析，得到了起重机的模态频率，对起重机进行谐响应分析，得到了对起重机模型影响最大的模态频率，为起重机的优化设计提供了基础。 (3)建立起重机的优化设计模型，以起重机整体结构为研究对象，分别以起重机整体质量和起重机的模态频率为优化设计目标，对起重机进行优化设计，，获得起重机的结构最优尺寸，并验证了其最优尺寸的合理性。 本文研究的内容为起重机的设计提供了一些分析方法，对于工程实际中遇到的问题具有重要的指导意义，为起重机的结构分析和优化设计提供了理论基础。
【关键词】：电动葫芦 起重机 频率 应力 变形
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.5;TH211.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 起重机种类及其简介11-14
• 2 有限元理论及起重机数学模型14-23
• 2.1 有限元方法及ANSYS软件简介14-16
• 2.1.1 有限元方法简介14-15
• 2.1.2 ANSYS软件简介15
• 2.1.3 参数化语言APDL简介15-16
• 2.2 起重机数学计算模型16-22
• 2.2.1 起重机的载荷分析16-17
• 2.2.2 起重机的主梁截面性质17-18
• 2.2.3 起重机的强度计算模型18-20
• 2.2.4 起重机的刚度计算模型20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 起重机参数化建模与加载23-33
• 3.1 概述23
• 3.2 起重机模型的建立23-27
• 3.2.1 起重机模型结构及几何参数23-25
• 3.2.2 起重机有限元模型的建立25-27
• 3.3 起重机有限元网格划分27-30
• 3.4 起重机模型载荷分析及加载30-31
• 3.4.1 自重载荷30
• 3.4.2 起升载荷30
• 3.4.3 水平惯性运动力30-31
• 3.4.4 附加载荷31
• 3.5 起重机边界约束条件31-32
• 3.6 本章小结32-33
• 4 起重机的静态分析和动态分析33-48
• 4.1 概述33
• 4.2 起重机的静态分析33-38
• 4.2.1 静态分析理论33-34
• 4.2.2 起重机的有限元模型计算34-38
• 4.3 起重机的模态分析38-44
• 4.3.1 起重机的模态分析理论38-39
• 4.3.2 起重机的模态分析方法39-40
• 4.3.3 起重机模态分析结果40-44
• 4.4 起重机的谐响应分析44-47
• 4.4.1 谐响应分析理论44-45
• 4.4.2 谐响应分析方法45-46
• 4.4.3 谐响应分析结果46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 5 起重机的静态和动态结构优化设计48-64
• 5.1 概述48
• 5.2 ANSYS结构优化设计理论及简介48-52
• 5.2.1 ANSYS优化设计工具及方法49-50
• 5.2.2 ANSYS优化设计的基本要素50
• 5.2.3 ANSYS优化设计的基本过程50-52
• 5.3 起重机的结构优化设计52-63
• 5.3.1 设计变量的确定52-53
• 5.3.2 约束条件53-55
• 5.3.3 目标函数55-56
• 5.3.4 选取优化工具和优化方法56-57
• 5.3.5 优化设计结果分析57-63
• 5.4 本章小结63-64
• 6 结论与展望64-66
• 6.1 主要结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 刘晓銮;张杨永;毕研川;;基于APDL的大型桥梁结构可靠度分析程序[J];燕山大学学报;2009年06期

2 严云;基于ANSYS参数化设计语言的结构优化设计[J];华东交通大学学报;2004年04期

3 须雷;起重机的现代设计方法[J];起重运输机械;1996年08期

4 徐格宁,陈琴芬;葫芦单梁门式起重机动态刚度分析和实验研究[J];太原重型机械学院学报;2000年03期

5 于兰峰;王金诺;;塔式起重机结构系统动态优化设计[J];西南交通大学学报;2007年02期

6 陈官顺;刘艳斌;叶星;;龙门起重机结构动态优化设计[J];现代制造工程;2010年08期

7 杨金堂;周诗洋;李公法;;基于ANSYS的桥式起重机桥架结构有限元分析[J];武汉科技大学学报;2011年03期

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本文编号：312108