起重机桁架式单臂架结构的参数化设计与优化

发布时间：2017-05-16 09:21

  本文关键词：起重机桁架式单臂架结构的参数化设计与优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着起重机械的不断发展，对设计产品的质量越来越高，激烈市场竞争对产品的设计、制造中、销售及维护都提出了更高的要求，，如何快速、高效地设计出高质量的产品，是整个机械设计行业都面的一个重大挑战。传统的臂架结构设计时，往往需要经过很多次修改，花费大量的时间和精力，为了节省设计时间，加快设计的速度，本文针对起重机上的桁架式单臂架结构参数化设计和优化的研究课题，以ANSYS10.0和VB6.0为平台，开发出此类结构的参数化设计及优化程序，能有效地解决重复性工作和大量修改的问题。本文主要做了以下工作： (1)以港口常用的桁架式单臂架起重机为研究对象，建立起其受力计算的数学模型，能够通过基本的设计参数计算出臂架结构的受力大小，用于结构的有限元分析计算。 (2)对结构特征进行参数表达，建立臂架结构的数学模型，用ANSYS的APDL语言进行参数化编程，实现臂架结构的参数化建模计算。以MQ1022为例，验证参数化程序的可行性和正确性。 (3)采用ANSYS一阶优化方法实现了对臂架结构的优化设计，并对优化结果进行了计算，对其强度、刚度和稳定性进行校核和评价，验证了优化的有效性、可行性和正确性。 (4)以VB6.0为平台，对ANSYS的APDL程序进行封装，开发了起重机桁架式单臂架结构参数化设计及优化系统，使设计、计算和优化更加的高效、直观和方便。 本文的研究成果为起重机同类臂架结构的设计、计算和优化提供了一种高速高效的设计手段，避免了常规设计时的大量重复修改和建模计算工作，为设计人员提供了一个方便快捷的设计工具。
【关键词】：起重机 参数化 优化 ANSYS VB
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景9-11
• 1.2 课题研究目的及意义11-12
• 1.3 国内外研究现状与发展动态12-15
• 1.3.1 现代设计方法的应用12-13
• 1.3.2 起重机设计发展趋势13-15
• 1.4 课题研究的主要内容15-16
• 第2章 参数化技术及相关理论16-26
• 2.1 参数化技术16-20
• 2.1.1 参数化设计介绍17-18
• 2.1.2 参数化设计方法18-20
• 2.1.3 参数化设计步骤20
• 2.2 参数化开发平台20-22
• 2.2.1 Visual Basic 简介20-21
• 2.2.2 Visual Basic 特点21-22
• 2.2.3 基于 VB 的参数化22
• 2.3 有限元分析技术22-26
• 2.3.1 ANSYS 简述23
• 2.3.2 参数化语言 APDL23-24
• 2.3.3 基于 APDL 的优化24-26
• 第3章 桁架式单臂架结构参数化设计26-50
• 3.1 桁架臂架结构特点26-27
• 3.2 桁架臂架外形和腹杆27-28
• 3.3 臂架模型及参数28-33
• 3.3.1 整机模型28-31
• 3.3.2 臂架参数31-33
• 3.4 APDL 参数建模33-43
• 3.4.1 材料单元33-35
• 3.4.2 参数建模35-40
• 3.4.3 网格划分40-41
• 3.4.4 载荷计算41-43
• 3.4.5 约束施加43
• 3.5 工况及计算结果43-49
• 3.5.1 工况说明44
• 3.5.2 计算结果44-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第4章 桁架式单臂架结构优化设计50-68
• 4.1 优化设计参数50-55
• 4.1.1 设计常量50
• 4.1.2 设计变量50-51
• 4.1.3 状态变量51-55
• 4.2 约束和目标55-56
• 4.2.1 约束条件55-56
• 4.2.2 优化目标56
• 4.3 APDL 优化程序56-60
• 4.3.1 生成优化文件56-58
• 4.3.2 编写控制文件58-60
• 4.3.3 提取优化结果60
• 4.4 优化结果分析及验证60-67
• 4.4.1 结果分析60-61
• 4.4.2 结果验证61-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第5章 参数化设计系统开发68-82
• 5.1 系统介绍68-71
• 5.1.1 主要功能68-70
• 5.1.2 使用条件70-71
• 5.2 系统设计71-77
• 5.2.1 界面设计71-72
• 5.2.2 参数化建模72-73
• 5.2.3 结构计算73-76
• 5.2.4 结构优化76-77
• 5.3 运行结果77-81
• 5.3.1 参数化建模结果77-78
• 5.3.2 结构计算结果78-80
• 5.3.3 结构优化结果80-81
• 5.4 本章小结81-82
• 第6章 总结与展望82-84
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-87
• 攻读硕士期间发表的论文与参加的科研项目87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 雷晓红;;起重机的未来发展趋势分析[J];产业与科技论坛;2013年24期

2 李勇智;臂架类起重机回转机构制动时动载荷分析[J];湖北工学院学报;2002年02期

3 王小明;卢志强;;国内外大型起重机的研究现状及发展趋势[J];机电产品开发与创新;2009年02期

4 彭公孚,席长友;基于VB控件开发的ANSYS程序调用方法[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2004年01期

5 苏文力;徐长生;;基于一阶优化方法的桥式起重机结构有限元分析[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2006年04期

6 张欢;徐长生;;基于MATLAB及参数化建模的起重机桁架式臂架结构优化设计[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2011年01期

7 张峰,李兆前,黄传真;参数化设计的研究现状与发展趋势[J];机械工程师;2002年01期

8 黄陈娣;;门座式起重机的现状以及发展趋势[J];科技传播;2012年11期

9 周敏;;起重机械现代设计方法分析[J];科技致富向导;2012年09期

10 邹定国，朱心雄;参数化设计[J];航空制造工程;1994年01期

  本文关键词：起重机桁架式单臂架结构的参数化设计与优化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：370458