大吨位桥式起重机结构参数化三维设计与性能分析

发布时间：2017-09-25 05:20

  本文关键词：大吨位桥式起重机结构参数化三维设计与性能分析

  更多相关文章： 桥式起重机结构 SolidWorks设计 参数化 瞬态动力学 稳定性 FEA

【摘要】：随着我国经济实力的不断增强和工业生产规模不断扩大，产品生产过程中物料装卸搬运和大型设备制造对起重机的需求量和使用性能都提出更高要求。随之起重机行业产品呈现出大型化、专业化、模块化、组合化、轻型化、多样化和高安全性的发展趋势。目前我国起重机械行业大多数企业的设计方法是通过绘制二维工程图进行产品设计，该方法工作量大，重复率高，费时费力，直观性差，错误不易发现。随着科技技术的不断进步，三维CAD软件已经成为产品设计不可缺少的工具，用三维设计软件设计的产品整体结构直观，清晰，设计错误易发现易纠正，还具有先进的有限元等数值分析功能，使产品设计周期短，设计出来的产品成本低，品质高。 本课题主要以桥式起重机结构为研究对象，以参数化方法和CAD设计为基础，对桥式起重机结构进行了模块化组合构造分析和参数化建模力学性能分析研究。结合Access数据库技术、结构分组构造技术，在Visual Basic编译语言环境中利用SolidWorks软件建立大吨位桥式起重机结构的参数化设计系统，实现了桥式起重机桥架结构的参数化建模三维设计和有限元建模分析。设计人员只需将必要的设计参数从可视化界面输入，系统即可自动生成实体三维设计模型并检测装配体是否干涉。装配体满足设计要求后，导入ANSYS Workbench软件中，，进行静力学分析，校核结构的静强度、刚度。再通过模态分析得出结构的基础模态的固有频率以及对应的振型图，避免结构发生共振。然后针对桥式起重机跨中满载起吊货物工况中冲击载荷引起桥架结构的动力响应进行瞬态动力学分析，得出了跨中节点位移随时间的变化曲线和最大位移。最后对桥式起重机主梁结构进行了稳定性分析，得到局部失稳的屈曲形态，实现合理的结构稳定性设计。通过本研究研制的参数化设计和性能分析系统，能快速获得起重机结构的合理设计。 本文研究缩短了产品设计周期，提高了设计质量，可以节约设计成本，具有一定的工程应用价值。
【关键词】：桥式起重机结构 SolidWorks设计 参数化 瞬态动力学 稳定性 FEA
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH215
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 桥式起重机概述11-12
• 1.1.1 桥式起重机的特点11
• 1.1.2 桥式起重机的分类11-12
• 1.2 桥式起重机的发展趋势12
• 1.3 桥式起重机参数化设计的相关技术概述12-25
• 1.3.1 基于 SolidWorks 的参数化建模13-18
• 1.3.2 Visual Basic 语言编程技术18-22
• 1.3.3 Solsh190 实体壳单元应用技术22-25
• 1.4 选题的目的和意义25-26
• 1.5 本课题研究内容及创新点26-27
• 1.5.1 研究内容26
• 1.5.2 研究的创新点26-27
• 第二章 桥式起重机参数化系统总体规划27-31
• 2.1 系统开发目标27
• 2.2 系统开发的软硬件平台介绍27-28
• 2.3 桥式起重机模块划分28-29
• 2.4 参数化设计系统结构29-30
• 2.5 参数化设计系统数据库结构30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 桥式起重机参数化系统的实现31-47
• 3.1 系统登录设计31-33
• 3.1.1 系统登录界面代码31-33
• 3.2 系统主界面设计33-34
• 3.2.1 主界面功能设计33
• 3.2.2 主界面结构部局设置33-34
• 3.3 桥式起重机系统设计模块34-35
• 3.4 桥式起重机结构设计模块35-46
• 3.4.1 主梁结构设计模块35-41
• 3.4.2 主梁结构程序关键代码41-44
• 3.4.3 主梁参数化模型的建立44-45
• 3.4.4 端梁结构设计界面45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 桥式起重机桥架结构静力学分析47-59
• 4.1 桥式起重机桥架结构静力特性分析47-48
• 4.1.1 桥式起重机承受的外载荷47-48
• 4.2 载荷组合的确定48
• 4.3 载荷的计算48-49
• 4.4 几何模型的建立49-50
• 4.5 模型的网格划分50
• 4.6 模型中约束和载荷的施加50-51
• 4.7 桥架静力分析结果与总结51-59
• 第五章 桥式起重机桥架结构的动力学分析59-71
• 5.1 桥架结构模态分析59-64
• 5.1.1 桥架结构模态分析结果总结60-63
• 5.1.2 桥架结构动态刚度的校核63-64
• 5.2 桥架结构起吊货物离地时的瞬态动力学分析64-70
• 5.2.1 起升过程载荷曲线66-67
• 5.2.2 阻尼的选取67-70
• 5.3 本章小节70-71
• 第六章 桥式起重机桥架结构的稳定性分析71-81
• 6.1 屈曲分析理论71-74
• 6.1.1 第一类稳定71-74
• 6.1.2 第二类稳定74
• 6.2 稳定问题的判定准则74-75
• 6.2.1 静力准则74
• 6.2.2 能量准则74-75
• 6.2.3 动力准则75
• 6.3 结构稳定问题的设计方法75-77
• 6.3.1 目前我国结构稳定的设计方法75-76
• 6.3.2 基于 ANSYS 的桥架结构稳定分析方法76-77
• 6.4 桥架结构的线性屈曲分析77-81
• 6.4.1 线性屈分析结果77-81
• 第七章 结论与展望81-83
• 7.1 结论81
• 7.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-89
• 攻读学位期间发表的学位论文目录89-90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄洪超;用VB中的Data控件访问数据库[J];安徽工程科技学院学报;2002年02期

2 邓卫贤;赵超凡;;龙门起重机主梁起吊过程瞬态动力学分析[J];安阳工学院学报;2012年02期

3 孙月玲;;基于VB环境下的数据库访问技术研究[J];电脑编程技巧与维护;2012年14期

4 李欣灿;周诗洋;;基于ANSYS的桥式起重机动态分析[J];湖北工业大学学报;2012年04期

5 刘军;耿国强;;SolidWorks自上而下设计方法初探[J];CAD/CAM与制造业信息化;2008年04期

6 郭健;;SolidWorks Top-Down设计概述[J];CAD/CAM与制造业信息化;2009年04期

7 朱跃峰;朱敬超;;基于Solid Works的机械产品参数化设计研究[J];机械设计与制造;2008年06期

8 何喜东;王宗彦;吴淑芳;阮日升;;基于PDMWorks的桥式起重机参数化协同设计系统[J];机械设计与制造;2011年01期

9 姜国勇;原韶坤;臧小惠;;国内外起重机的特点和发展趋势[J];内江科技;2008年12期

10 黄捷;崔宏飞;;通用桥式起重机结构动响应研究[J];科学技术与工程;2009年21期

本文编号：915580