基于APDL的堆取料机主要构件的参数化设计与分析

发布时间：2017-09-20 04:39

  本文关键词：基于APDL的堆取料机主要构件的参数化设计与分析

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【摘要】：堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效工艺设备，广泛应用于大型散货港口、大型水泥厂、轻工化工等堆存料场，可完成产品的堆、取和均质化工作，，并实现堆、取料同步进行。对于堆取料机这类大型装卸机械设备，其金属结构通常占整机的80%～90%的比重，所以堆取料机主要构件的力学性能是否符合安全生产要求，其成本付出是否符合经济性要求，对于企业来说至关重要。目前，对于堆取料机各个钢结构部件设计还停留在由设计人员重复进行结构分析、设计演化及构件尺寸重调整阶段，所以存在设计效率低，结构性能“富余”等问题。将参数化技术与有限元分析优化方法应用到堆取料机的设计中，可以有效的提高设计效率，降低生产成本，并且能够对市场的多元化需求作出快速响应。 取料机主梁是取料机的重要钢结构，是用来支撑取料机料耙系统和刮板系统的关键结构，其结构强度和刚性决定着堆取料机工作可靠性和安全性。本文主要以桥式刮板取料机的主要构件取料梁为研究对象，在充分了解其几何结构特征及其工作原理的基础上，抽象出模型的主要结构参数，利用ANSYS的二次开发工具APDL建立取料梁参数化模型，设计者只需根据堆场规格输入取料梁的主要尺寸，即可得到需要的模型。在此基础上对此模型进行参数化加载分析，得出其结构静力学特性和动力学特性，最后根据分析结果采用尺寸结构优化方法对取料梁进行结构优化，并对优化后的结果进行验证，达到了轻量化的目的，实现了取料梁参数化建模、加载、求解以及优化的全过程，对减少设计人员重复工作，提高工作效率，满足不同的生产能力和客户需求，增大产品的柔性化具有非常重要的现实意义。
【关键词】：取料机主梁 参数化技术 APDL 有限元分析与优化
【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】：TH24
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 堆取料机概况8-10
• 1.1.1 堆取料机的发展概况8-9
• 1.1.2 堆取料机的发展趋势9-10
• 1.2 课题研究的目的与意义10-11
• 1.3 本文所做的工作11-12
• 第2章 参数化设计与有限元基本理论12-18
• 2.1 参数化设计12-14
• 2.1.1 参数化设计方法发展概况12-13
• 2.1.2 参数化方法分类13-14
• 2.2 有限元基本理论14-17
• 2.2.1 有限元理论概述14-16
• 2.2.2 ANSYS 软件及其二次开发16-17
• 2.3 本章小结17-18
• 第3章 基于 APDL 的取料梁参数化建模18-37
• 3.1 桥式刮板取料机简介18-20
• 3.1.1 桥式刮板取料机取料方式及工作原理18
• 3.1.2 桥式刮板取料机基本结构18-20
• 3.2 建模前期准备工作20-23
• 3.2.1 模型简化及建模方案20-21
• 3.2.2 确定取料梁的参数21-23
• 3.3 建立取料梁参数化模型23-36
• 3.3.1 单元选取23-25
• 3.3.2 建模及网格划分25-29
• 3.3.3 建立有限元模型29-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 堆取料机取料梁参数化结构分析37-55
• 4.1 结构静力学分析37-47
• 4.1.1 载荷施加37-40
• 4.1.2 强度分析40-44
• 4.1.3 刚度分析44-47
• 4.2 模态分析47-54
• 4.2.1 模态分析理论47-49
• 4.2.2 模态提取方法49
• 4.2.3 取料梁模态分析结果及分析49-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第5章 取料梁结构的优化分析55-67
• 5.1 优化设计概述55-57
• 5.1.1 优化设计的数学模型55-56
• 5.1.2 优化设计相关概念56-57
• 5.2 ANSYS 优化过程57-58
• 5.2.1 ANSYS 的优化方法57
• 5.2.2 APDL 参数化的优化过程57-58
• 5.3 取料梁结构优化过程58-66
• 5.3.1 取料梁的结构优化方法58-59
• 5.3.2 取料梁的结构优化过程59-61
• 5.3.3 取料梁优化结果及分析61-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第6章 总结与展望67-69
• 6.1 主要工作于结论67
• 6.2 后期研究展望67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 附录73-82

【参考文献】

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本文编号：885988