斗轮堆取料机臂架参数化设计与系统开发

发布时间：2017-05-30 16:10

  本文关键词：斗轮堆取料机臂架参数化设计与系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：斗轮堆取料机是单件小批量生产的大型散料输送设备，大多数情况下是针对某个具体项目而设计制造的，在设备设计和制造时需针对不同用户实际需求作相应的改变。能及时根据客户需求设计出相应的产品，就能在日益激烈的市场竞争中保持优势，这对于企业的发展及技术创新具有重要意义，对产品进行参数化设计是实现此目标的主要手段。 本文以DQL1200/1600.35斗轮堆取料机臂架作为研究对象，通过对CAD参数化技术及参数化有限元分析方法的研究，建立了斗轮堆取料机臂架的CAD参数化、参数化有限元分析及优化的体系架构，并开发了臂架参数化设计系统，论文的主要研究工作和研究成果如下： 1)研究了基于框架的自上而下的参数化设计方法，并在斗轮堆取料机臂架的CAD参数化设计中得到应用。 2)研究了参数化有限元理论及方法，并利用ANSYS二次开发语言APDL进行编程，建立了臂架有限元参数化模型，，并对臂架参数化有限元模型进行了静力学分析。 3)研究了优化设计的理论及方法，对臂架进行了尺寸优化设计，减轻了设备重量，并对优化后的模型进行了静力分析和模态分析验证；为了使结构设计更加合理，以刚度最大(应变能最小或柔顺度最小)为优化的目标函数，以体积作为优化的约束函数，对臂架进行拓扑优化分析，得到臂架的概念模型图。 4)以实现臂架自动化设计为目标，以VB为编程工具，开发完成了斗轮堆取料机臂架参数化设计系统，该系统可以实现臂架的CAD参数化设计以及参数化的有限元静力分析与结构尺寸优化设计，为斗轮堆取料机臂架提供了从CAD到CAE的一整套操作简单且高效的设计平台。 臂架参数化设计的实现及设计系统的开发可以使设计人员很方便的实现对臂架的局部修改及重新设计过程，提高了臂架的设计效率和设计质量，而且简化了CAE分析部分的操作过程、降低了对设计者的专业软件的使用要求，降低了工程师的劳动强度。
【关键词】：斗轮机臂架 CAD参数化设计 CAE参数化设计 参数化系统
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH246
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 插图索引10-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 斗轮机简介12-14
• 1.2 斗轮机国内外研究现状14-15
• 1.3 本课题的研究内容及意义15-18
• 第2章 臂架三维参数化模型的建立18-26
• 2.1 CAD 参数化设计18-20
• 2.1.1 CAD 参数化设计方法18-19
• 2.1.2 基于框架的自上而下的 CAD 参数化设计原理19-20
• 2.2 臂架三维参数化模型的建立20-25
• 2.2.1 参数选择与 Excel 参数表的建立21
• 2.2.2 建立模型框架及参数表导入21-22
• 2.2.3 建立表参数与模型尺寸间的关联22-23
• 2.2.4 臂架关键零部件的参数化设计23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 臂架的参数化有限元设计26-34
• 3.1 参数化设计语言 APDL26
• 3.2 臂架有限元参数化分析原理26-31
• 3.2.1 参数化有限元建模步骤27-29
• 3.2.2 有限元参数化建模方法29-30
• 3.2.3 臂架有限元模型参数化的实现30-31
• 3.3 臂架参数化有限元分析31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 臂架优化设计34-52
• 4.1 优化设计原理34-36
• 4.1.1 ANSYS 优化方法35-36
• 4.1.2 ANSYS 优化设计的步骤36
• 4.2 臂架的结构尺寸优化36-44
• 4.2.1 臂架优化文件的建立36-37
• 4.2.2 臂架结构尺寸优化结果37-39
• 4.2.3 臂架的优化结果的静力学验证39-40
• 4.2.4 臂架优化结果的模态分析验证40-44
• 4.3 臂架结构拓扑优化44-51
• 4.3.1 拓扑优化简介44-45
• 4.3.2 拓扑优化数学模型的建立45-47
• 4.3.3 臂架拓扑优化分析47-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 臂架参数化设计平台搭建52-61
• 5.1 设计思想52
• 5.2 系统性能需求分析52-53
• 5.3 开发工具 Visual Basic53-54
• 5.4 系统的工作流程54-56
• 5.5 系统应用56-60
• 5.5.1 系统功能实现56-57
• 5.5.2 系统功能应用57-60
• 5.6 本章小结60-61
• 结论与展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 附录 A 部分程序源代码67-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 吕明荟;李毅民;;斗轮堆取料机的发展趋势[J];港口装卸;2008年02期

2 应光伟;李波;刘勤国;张起伟;;斗轮堆取料机的发展与展望[J];港口装卸;2010年04期

3 王峰,俞新陆;产品级三维参数化设计系统的研究与开发[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年11期

4 何路茵;;臂式斗轮堆取料机取料过程分析[J];机械研究与应用;2009年03期

5 曹茹;;基于自上而下法的内燃机运动件CAD/CAE设计[J];内燃机车;2010年12期

6 周克民,李俊峰,李霞;结构拓扑优化研究方法综述[J];力学进展;2005年01期

7 孙文庆;;悬臂斗轮堆取料机配重的校核与调整[J];起重运输机械;2006年09期

8 朱灯林;陈俊伟;俞洁;冯春玲;;结构拓扑优化设计的研究现状及其应用[J];机械制造与自动化;2005年06期

  本文关键词：斗轮堆取料机臂架参数化设计与系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：407478