面向轻量化的造船门式起重机设计自动化研究

发布时间：2017-04-27 14:15

  本文关键词：面向轻量化的造船门式起重机设计自动化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着造船业的不断发展,造船门式起重机成为当中不可或缺的吊装工具,需求量大大增长。如何改进设计方法、提高设计效率,已成为提升企业竞争力的必要手段。 造船门机的金属结构比重较大,因此,在设计中结合必要的轻量化技术来减轻金属结构总重,减少制造成本,提高经济效益也是提升企业竞争力最有效的方法之一。 本文在造船门式起重机快速定制系统的基础上,进行扩展和补充研究。将轻量化与快速定制相结合,有效的提高了造船门机的设计效率。综合实现了面向轻量化设计的造船门式起重机设计自动化。 本文主要研究工作如下： 1.本文采用VC++编程与ADO数据库访问技术相结合的方法实现对设计数据的集成管理,将快速定制模型的参数输出到ANSYS对应工作路径下的txt文本文档中。同时,APDL自动读取该参数建立新的CAE参数化模型,为造船门式起重机的设计自动化搭建了平台。 2.基于有限元分析软件ANSYS,对初始模型进行了18种工况下的静态性能分析,并提取其分析结果生成优化分析文件,为优化设计做准备。 3.对模型执行常规优化设计。基于该过程中目标函数相对设计变量变化的灵敏性,指导主梁变截面优化设计,提高轻量化效率。 4.分别基于翼缘板长度方向变厚度和腹板高度方向变厚度的方法对主梁进行变截面优化设计。最后,对三种方法进行合理的对比评价,选出起重机设计的最优方案。设计过程中的一些结论将为今后的起重机设计提供理论依据。 本文以设计自动化为目标,轻量化为核心内容,展开了面向轻量化的造船门机设计自动化研究。采用轻量化与快速定制相结合的方法,综合考虑时间、材料、成本等因素的情况下,提高了造船门机的设计效率。并以260t×70m型起重机为例,实现了用户需求—快速定制—分析和优化—最优方案的设计自动化过程。设计实例表明本文研究内容的合理性。
【关键词】：造船门式起重机 设计自动化 轻量化设计 ANSYS优化设计 变截面
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 论文研究的背景和意义11-12
• 1.1.1 论文研究的背景11
• 1.1.2 论文研究的意义11-12
• 1.2 论文研究的当前文献综述12-16
• 1.2.1 设计自动化技术12-14
• 1.2.2 轻量化技术14-16
• 1.3 论文的研究内容及方法16-17
• 1.3.1 论文的研究内容16
• 1.3.2 论文的研究方法16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第2章 造船门式起重机设计自动化总体方案18-24
• 2.1 造船门式起重机设计自动化总体框架18-21
• 2.1.1 快速定制设计19-20
• 2.1.2 轻量化设计20-21
• 2.2 造船门式起重机设计自动化的实现方法21-23
• 2.2.1 设计自动化总体流程21-22
• 2.2.2 设计自动化平台中的信息转化22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 造船门式起重机结构系统参数化模型的建立及静态性能分析24-51
• 3.1 有限元软件ANSYS及参数化设计语言APDL24-25
• 3.1.1 有限元分析软件ANSYS24
• 3.1.2 参数化设计语言APDL24-25
• 3.2 造船门式起重机结构系统参数化模型的建立25-36
• 3.2.1 造船门式起重机主要性能参数25-26
• 3.2.2 造船门式起重机有限元参数化模型的建立26-30
• 3.2.3 有限元参数化模型的特殊处理30-36
• 3.3 造船门式起重机结构系统的静态分析36-50
• 3.3.1 造船门式起重机静态分析中的计算工况36-39
• 3.3.2 造船门式起重机静态分析中的计算载荷39-44
• 3.3.3 造船门式起重机结构系统静态有限元计算结果44-49
• 3.3.4 造船门式起重机结构系统静态有限元结果分析49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第4章 基于ANSYS的造船门式起重机轻量化设计51-62
• 4.1 ANSYS优化设计51-53
• 4.1.1 优化设计的基本概念51-52
• 4.1.2 ANSYS优化设计流程52-53
• 4.2 基于主梁截面尺寸的常规优化设计53-58
• 4.2.1 基于主梁截面尺寸常规优化设计的数学模型53-55
• 4.2.2 基于主梁常规优化的结果55-57
• 4.2.3 主梁常规优化结果的整机有限元静态分析57-58
• 4.3 目标函数对设计变量的灵敏性分析58-61
• 4.3.1 目标函数对设计变量的灵敏性分析59-60
• 4.3.2 灵敏性分析对优化设计的指导方案60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 造船门式起重机主梁变截面优化设计62-74
• 5.1 主梁翼缘板长度方向变厚度的优化设计62-67
• 5.1.1 基于主梁翼缘板优化的数学模型62-63
• 5.1.2 基于主梁翼缘板优化的结果63-65
• 5.1.3 主梁翼缘板优化结果的整机有限元静态分析65-67
• 5.2 主梁腹板高度方向变厚度的优化设计67-71
• 5.2.1 基于主梁腹板优化的数学模型67-68
• 5.2.2 基于主梁腹板优化的结果68-70
• 5.2.3 主梁腹板优化结果的整机有限元静态分析70-71
• 5.3 三种轻量化设计方法的对比与评价71-73
• 5.3.1 优化结果对比71-72
• 5.3.2 优化方法评价72-73
• 5.4 本章小结73-74
• 结论与展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间发表论文及参与项目80

【参考文献】

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  本文关键词：面向轻量化的造船门式起重机设计自动化研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：330784