基于ANSYS的固定式擦窗机的设计与研究

发布时间：2017-04-23 10:03

  本文关键词：基于ANSYS的固定式擦窗机的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会经济的快速发展,越来越多的高层建筑屹立于各大城市。高层建筑玻璃幕墙的清洗是一项繁重而且危险的任务,传统的人工清洗方式不仅费用昂贵,而且清洗效率低、作业十分危险。随着机械技术的发展和创新,给高层建筑玻璃幕墙的清洗带来了一种新的思路。擦窗机就在此大氛围中应运而生,它解决了高层建筑幕墙清洗的重大难题。 固定式擦窗机是目前市场上最常见的一种擦窗机。而立柱是固定式擦窗机的重要部件,因其结构比较复杂,一般材料力学方法只能得到特定截面上的应力,不能对整体变形和应力进行全面分析。本文根据固定式擦窗机工作过程,基于空间机构力分析原理,推导出立柱受力随工况参数变化的显式表达式,最不利工作工况,并在此工况下对立柱进行有限元分析,得出整体变形和应力分布结果,为擦窗机的设计、改造提供科学依据。 本文首先系统地阐述固定式擦窗机的结构设计方法,把擦窗机的各个部分,如立柱部分、横臂部分、燕尾臂部分等详细地呈现了出来。固定式擦窗机的各个部分既能较好地满足生产工况的要求,也符合国家标准。 其次,在三维设计软件Solidworks2008中建立固定式擦窗机的实体模型。 然后,利用ANSYS有限元分析软件对固定式擦窗机的重要部分-立柱进行强度和刚度的校核。并对其进行结构静力学分析,避免其在高楼上工作时发生倾倒和折弯造成的事故,从而更好地保障工作人员的生产安全。 最后,利用最优化方法对固定式擦窗机的立柱部分进行优化设计,从而尽可能地减轻零件的重量与整个机构的重量,美化机构,降低成本,以便更好地促进固定式擦窗机的推广和普及。
【关键词】：擦窗机 立柱 ANSYS 优化设计
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-14
• 引言14-16
• 第1章 绪论16-24
• 1.1 课题研究背景与研究意义16
• 1.2 国内外擦窗机的研究现状16-17
• 1.3 擦窗机的种类与固定式擦窗机的设计要求17-18
• 1.3.1 擦窗机的种类17-18
• 1.3.2 固定式擦窗机的设计要求18
• 1.4 固定式擦窗机的总体介绍18-21
• 1.4.1 固定式擦窗机的结构和工作原理18-20
• 1.4.2 固定式擦窗机的主要技术参数20-21
• 1.4.3 固定式擦窗机结构特点21
• 1.5 卷扬机的介绍21
• 1.6 吊船的介绍21
• 1.7 安全机构与救生机构的介绍21-22
• 1.8 课题研究内容22
• 1.9 本章小结22-24
• 第2章 固定式擦窗机的设计方案24-44
• 2.1 底座行走座架之主动行走电机的功率及行走速度的计算24-28
• 2.2 横臂回转电机的功率及回转速度的计算28-30
• 2.3 燕尾臂回转电机的功率及回转速度的计算30-35
• 2.4 横臂强度的计算与校核35-38
• 2.5 立柱强度计算38
• 2.6 屋面台车防倾翻稳定性计算38-40
• 2.7 卷扬机设计计算40-42
• 2.8 该擦窗机电气控制要求42-43
• 2.9 本章小结43-44
• 第3章 有限元分析理论与ANSYS软件简介44-48
• 3.1 有限元分析理论概述44
• 3.2 有限元分析理论的工程应用44
• 3.3 ANSYS软件简介44-46
• 3.3.1 ANSYS的主要功能45
• 3.3.2 ANSYS的特点45
• 3.3.3 ANSYS的菜单系统45-46
• 3.3.4 ANSYS的软件解决问题的步骤46
• 3.4 本章小结46-48
• 第4章 固定式擦窗机立柱模型的建立与静态特性分析48-64
• 4.1 立柱有限元模型的建立48-49
• 4.2 立柱的受力分析和计算49-55
• 4.2.1 模型单元类型的选择49-50
• 4.2.2 材料特性参数的定义50-51
• 4.2.3 立柱有限元网格划分51
• 4.2.4 添加约束和载荷51-53
• 4.2.5 求解和结果分析53-55
• 4.3 立柱的优化设计55-63
• 4.3.1 参数的优化55-60
• 4.3.2 材料优化60-63
• 4.3.3 立柱优化设计的比较63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 立柱的有限元优化的结果与经济性分析64-66
• 5.1 优化设计的概念64
• 5.2 立柱优化后的优势64
• 5.3 结果的经济性分析64-65
• 5.4 前景展望65
• 5.5 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 作者简介及读研期间主要科研成果71

【参考文献】

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本文编号：322198