双梁桥式起重机钢结构优化及交互式设计

发布时间：2017-09-12 17:22

  本文关键词：双梁桥式起重机钢结构优化及交互式设计

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【摘要】：随着现代化工业的迅速发展，双梁桥式起重机越来越向大起重量、大跨度和高可靠性方向发展。在大型双梁桥式起重机中，钢结构的重量约占整台设备重量的60%以上，因此在满足整机性能要求的前提下对起重机钢结构进行优化设计,降低设备自重，具有十分重要的意义。 本文以某酒厂实际作业的3.2吨程控双梁桥式起重机为研究对象，综合运用有限元分析技术、优化技术、参数化建模技术及虚拟仿真技术，实现了对双梁桥式起重机钢结构的优化及交互式展示系统的设计。主要的研究内容包括： 1.起重机钢结构的设计：根据企业设计要求，按照起重机设计相关规范，基于SolidWorks软件及三维参数化建模技术，，完成了双梁桥式起重机钢结构的总体设计和主梁、端梁的设计。 2.起重机钢结构有限元分析及优化：对设计完成的钢结构，利用有限元分析工具，依照相应的国家标准，对其强度、刚度及频率进行了分析，在满足使用要求的前提下，进一步对主参数进行优化，达到最优的效果。 3.起重机主梁参数化设计：基于SolidWorks采用C#语言对起重机主梁进行了程序设计，通过输入相应参数，自动生成对应主梁的三维模型及工程图，提高设计效率。 4.起重机交互式展示系统开发：开发了一套起重机工作的三维交互式虚拟展示系统，用于展示起重机的主要功能。 本课题利用现代设计方法对双梁桥式起重机钢结构进行了性能分析和结构优化，为该型双梁起重机的设计提供了重要参考依据，实现了起重机主梁设计的自动化；建立了起重机工作的交互式展示平台，为企业的产品宣传提供了技术支撑。
【关键词】：双梁桥式起重机 SolidWorks Simulation 有限元优化参数化设计 交互式展示系统
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 起重机械概述10-11
• 1.1.1 起重机械的作用10
• 1.1.2 起重机械结构组成10
• 1.1.3 起重机械的工作特点10
• 1.1.4 起重机的构造分类10-11
• 1.2 起重机械的发展趋势11-13
• 1.2.1 国内外起重机械的研究现状11
• 1.2.2 起重机械的发展趋势11-12
• 1.2.3 国内起重机械制造存在的问题12-13
• 1.3 本课题的研究意义13
• 1.4 本课题的研究内容和方法13-14
• 1.4.1 本课题的研究内容13-14
• 1.4.2 本课题的研究方法14
• 1.5 本章小结14-15
• 2 桥式起重机结构设计15-23
• 2.1 桥式起重机结构组成以及性能和使用要求15-17
• 2.1.1 桥式起重机组成15
• 2.1.2 桥式起重机各部分的组成与作用15-17
• 2.2 起重机设计依据及执行标准17-18
• 2.3 起重机的主要技术规格及相关参数18
• 2.4 桥架结构组成、主要性能及使用要求18-19
• 2.5 主要钢结构设计19-21
• 2.6 起重机钢结构三维建模21-22
• 2.6.1 主梁三维模型21
• 2.6.2 端梁三维模型21-22
• 2.6.3 总装三维模型22
• 2.7 本章小结22-23
• 3 桥式起重机钢结构有限元分析及优化23-40
• 3.1 有限元法概述和基本概念23
• 3.2 起重机钢结构强度、刚度有限元分析验证23-28
• 3.2.1 强度、刚度分析前处理24-26
• 3.2.2 强度、刚度分析计算26-27
• 3.2.3 强度、刚度分析后处理27-28
• 3.3 起重机钢结构频率分析28-29
• 3.3.1 频率分析前处理28
• 3.3.2 频率分析后处理28-29
• 3.4 起重机钢结构有限元结构优化29-35
• 3.4.1 优化数学模型的建立31-35
• 3.4.2 优化结果分析35
• 3.5 参数敏感性分析35-38
• 3.5.1 目标函数对应力的敏感性35-36
• 3.5.2 目标函数对位移的敏感性36-37
• 3.5.3 目标函数对重量的敏感性37-38
• 3.6 本章小结38-40
• 4 桥式起重机主梁程序化设计40-47
• 4.1 CAD 设计方法在国内外应用层次40-41
• 4.2 影响三维 CAD 设计推广应用的因素41
• 4.3 如何提升 3D 数据的设计效率41-42
• 4.4 桥式起重机主梁程序化设计42-46
• 4.4.1 三维程序化设计方法42-44
• 4.4.2 主梁程序设计流程图44
• 4.4.3 主梁参数化模型建立44-46
• 4.4.4 主梁参数化程序设计46
• 4.5 本章小结46-47
• 5 桥式起重机交互式展示系统设计47-51
• 5.1 交互式展示系统的特点47-48
• 5.2 起重机展示模型建立48
• 5.3 起重机展示动作要求48-49
• 5.4 起重机交互式动画模型制作49
• 5.5 起重机交互式展示系统设计49-50
• 5.6 小结50-51
• 6 结论与展望51-53
• 6.1 主要结论51-52
• 6.2 展望52-53
• 参考文献53-56
• 附录56-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 王松雷;;桥门式起重机节能设计研究[J];建筑机械;2010年17期

2 朱学敏;潘变;;壁行式起重机悬臂梁设计计算与SolidWorks Simulation有限元分析[J];建设机械技术与管理;2012年12期

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4 何庆中;王明超;赵献丹;;基于Solidworks Simulation码垛机械手末端执行器导杆静力学分析[J];四川理工学院学报(自然科学版);2011年01期

5 朱志成;起重机的未来设计方法探讨[J];水利电力施工机械;1997年03期

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7 蒋红旗;;起重机吊臂有限元模态分析[J];拖拉机与农用运输车;2005年06期

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本文编号：838526