600t模块化不间断顶升装置研究

发布时间：2017-08-03 01:19

  本文关键词：600t模块化不间断顶升装置研究

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【摘要】：随着工业的飞速发展，机械设备朝着集成化的方向发展，功能越来越多，结构复杂程度也随之变高，其相应的总体体积和重量也越来越大，少则上百吨，多则可达数千吨。在设备建造、安装、维修或拆除时，对提升装备的需求日益增强，目前应用在工程实践中的提升装备尚有一些缺点，如成本高、效率低、尺寸大等，不能很好的满足工程需求。针对现有装备的不足，本文提出液压技术600吨模块化不间断顶升装置，重点研究装置的顶升原理和结构设计，分析关键零部件的强度和刚度状况，优化部分构件的结构形式和尺寸参数，模拟该装置的工作状况，，总结该装置的设计准则。本课题的主要研究内容包括： （1）针对顶升工作需求，提出该装置的设计方案，重点研究该装置的机械结构设计及相关计算，并利用SolidWorks软件建立装置的三维模型。 （2）建立该装置的有限元模型并进行有限元分析。在研究支撑框架、支撑圆筒、固定支撑件等零部件网格划分、载荷施加方式和约束条件选择的基础上，对该装置在顶升状态和静止状态下分别进行静力学分析，得出各零部件应力和变形状况。 （3）针对不同零部件的受力状况，提出不同的优化方法，并建立优化模型。重点探究支撑框架结构形式的改变对其强度和刚度的影响。利用多目标优化原理对支撑圆筒和固定支撑件的尺寸参数进行优化。 （4）利用该装置对某炼钢厂高炉炉体进行模拟顶升，阐述施工步骤及注意事项。总结整理本课题的研究成果，建立该装置的设计准则。
【关键词】：不间断顶升 结构设计 模块化 有限元分析 优化 设计准则
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137;TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 重型设备提升技术研究8-13
• 1.1.1 重型设备提升研究的背景和意义8
• 1.1.2 重型设备提升的国内外研究动态8-12
• 1.1.3 国内外液压顶升技术研究现状及其存在的问题12-13
• 1.2 本文的主要研究内容13-15
• 第二章 600t 模块化不间断顶升装置的结构设计15-27
• 2.1 顶升装置的工作对象15-16
• 2.2 装置的功能需求与性能指标分析16
• 2.2.1 功能需求分析16
• 2.2.2 性能指标分析16
• 2.3 顶升装置的工作原理16-18
• 2.4 顶升装置的结构设计18-26
• 2.4.1 液压缸结构参数计算19-21
• 2.4.2 支撑框架结构设计21-22
• 2.4.3 支撑圆筒设计22-23
• 2.4.4 固定支撑件设计23-24
• 2.4.5 活动支撑件设计24
• 2.4.6 基座设计24-25
• 2.4.7 整体结构设计25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 关键零部件有限元分析27-44
• 3.1 弹性力学基本理论27-29
• 3.1.1 有限元法的思想与基础27
• 3.1.2 静力学分析基础27-29
• 3.2 有限元分析软件 ANSYS Workbench29-31
• 3.2.1 ANSYS Workbench 软件介绍29-30
• 3.2.2 ANSYS Workbench 软件分析基本过程30-31
• 3.3 支撑框架的静力学分析31-37
• 3.3.1 有限元模型的建立与导入31-32
• 3.3.2 材料参数的确定32
• 3.3.3 约束及载荷的确定32-33
• 3.3.4 网格划分及网格质量检查33-34
• 3.3.5 应力与强度分析34-35
• 3.3.6 应变与刚度分析35-37
• 3.4 支撑圆筒的静力学分析37-39
• 3.4.1 顶升工况下的静力学分析37-38
• 3.4.2 静止工况下的静力学分析38-39
• 3.5 钢销的静力学分析39-40
• 3.6 固定支撑件的静力学分析40-42
• 3.7 活动支撑件的静力学分析42-43
• 3.8 本章小结43-44
• 第四章 关键零部件的优化设计44-52
• 4.1 ANSYS 中的多目标优化原理与方法44-45
• 4.1.1 多目标优化问题的原理44
• 4.1.2 CAE 中多目标优化问题的解决方法44-45
• 4.2 支撑框架的结构优化45-46
• 4.3 支撑圆筒的尺寸优化46-48
• 4.4 固定支撑件的尺寸优化48-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 稳定性分析模拟顶升及设计准则建立52-61
• 5.1 装置稳定性分析52-54
• 5.1.1 均匀负载状况下压杆稳定性分析52-53
• 5.1.2 偏载状态下的稳定性分析53-54
• 5.2 装置模块化使用54-56
• 5.3 设计准则概述56-57
• 5.4 顶升装置设计准则57-59
• 5.5 本章小结59-61
• 第六章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 发表论文和科研情况说明66-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：612069