SQZ4500B随车起重机下车结构分析与轻量化设计
发布时间：2022-11-06 12:13
SQZ4500B随车起重机是一种折臂式起重设备,一般以汽车等运输车辆为载体,既能实现货物的装卸、转移,又能作为运输车辆使用,可以在多数情况下取代中小型汽车起重机。本文来自于燕山大学与国内某起重机公司的校企合作项目,目的在于优化起重机结构,对车体进行轻量化设计。本文基于Pro-E三维模型利用ANSYS软件建立起重机下车的参数化有限元模型。对典型工况进行静力分析,在随车起重机样机上实施应力测试实验,实验结果验证了有限元分析结果的准确性。根据有限元结果对多处应力过大部位进行结构改进。结合ANSYS中的子模型和拓扑优化模块对起重机下车支腿侧板的形状进行拓扑优化,设计出了更加合理的侧板材料分布方案,将侧板的最大等效应力降低了106MPa,与此同时侧板面积减少约31.3%。对下车整体进行了板厚优化,得到了更加合理的钢板厚度配置,在保证整车刚度强度设计要求的前提下将下车重量减轻了11.6%。本文提出的子模型法与拓扑优化相结合的策略显著提高了优化过程计算效率,为大型复杂机械的局部优化设计提供了新思路。
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 随车起重机的现状与发展方向
1.2.1 随车起重机简介
1.2.2 国内外随车起重机的行业现状
1.2.3 随车起重机的发展方向
1.3 课题研究内容
第2章 随车起重机下车有限元参数化建模
2.1 随车起重机下车结构介绍
2.2 建立随车起重机下车有限元模型
2.2.1 有限元方法简介
2.2.2 模型简化方法
2.2.3 单元类型与材料选择
2.2.4 各部件材料属性设置
2.2.5 模型装配关系
2.2.6 参数化有限元模型的建立
2.3 边界条件
2.3.1 施加约束
2.3.2 施加载荷
2.4 本章小结
第3章 随车起重机有限元静力分析
3.1 典型工况
3.2 刚度分析结果
3.3 强度分析结果
3.4 结构改进结果
3.5 本章小结
第4章 随车起重机下车应力实验
4.1 概述
4.2 测试方法
4.3 测试原理
4.4 应力测试实验
4.4.1 测试仪器
4.4.2 测试点选取
4.4.3 测试步骤
4.4.4 实验数据处理
4.5 本章小结
第5章 基于子模型的拓扑优化设计
5.1 拓扑优化理论
5.2 子模型法
5.3 随车起重机下车支腿侧板的拓扑优化
5.4 本章小结
第6章 随车起重机下车优化设计
6.1 优化设计理论介绍
6.2 基于ANSYS的尺寸优化设计
6.2.1 确定目标函数与设计变量
6.2.2 随车起重机下车尺寸优化设计
6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某履带式自行走起重机转台结构优化设计[J]. 商晓恒,崔哲,肖彦峰,姜文光. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2019(04)
[2]直臂吊和折臂吊的优劣性对比分析[J]. 张平,潘焕,谭东才. 科技创新导报. 2019(16)
[3]考虑装配块接缝影响的装配式混凝土坝结构分析[J]. 戚蓝,龙益彬,李林伟. 水利水电技术. 2019(04)
[4]基于ANSYS子模型的网格收敛尺寸快速分析方法[J]. 胡季,刘春艳,杨玥. 大连交通大学学报. 2019(02)
[5]有限元和拓扑联合优化方法及其在机器人结构轻量化设计中的应用[J]. 李锦忠,唐宇存,陆秋龙,张建法,匡绍龙. 机械科学与技术. 2019(11)
[6]激光通信主镜结构多目标拓扑优化设计[J]. 姚玉刚,李耀彬,伞晓刚,高世杰. 机械科学与技术. 2019(09)
[7]基于ANSYS Workbench的高处作业平台结构优化设计[J]. 杨硕,钱怡,金惠昌. 机械制造与自动化. 2018(04)
[8]某大型高压辊磨机连接梁的拓扑优化分析[J]. 范奎,王玲,殷国富. 矿山机械. 2018(04)
[9]随车起重运输车结构及技术特点分析[J]. 牛善田,李红勋,徐楠. 专用汽车. 2018(03)
[10]ANSYS与Workbench子模型应用分析比较[J]. 赵海霞,管清正. 机械制造. 2017(10)
硕士论文
[1]随车起重机下车结构参数化建模方法研究[D]. 王小龙.吉林大学 2015
[2]随车起重机结构设计优化与仿真研究[D]. 黄飞.合肥工业大学 2015
[3]某型号折臂式随车起重机结构分析及软件开发[D]. 段笑梅.燕山大学 2014
[4]基于APDL的桥式起重机桥架结构参数化设计及优化[D]. 赵小伟.太原科技大学 2012
本文编号：3703481
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 随车起重机的现状与发展方向
1.2.1 随车起重机简介
1.2.2 国内外随车起重机的行业现状
1.2.3 随车起重机的发展方向
1.3 课题研究内容
第2章 随车起重机下车有限元参数化建模
2.1 随车起重机下车结构介绍
2.2 建立随车起重机下车有限元模型
2.2.1 有限元方法简介
2.2.2 模型简化方法
2.2.3 单元类型与材料选择
2.2.4 各部件材料属性设置
2.2.5 模型装配关系
2.2.6 参数化有限元模型的建立
2.3 边界条件
2.3.1 施加约束
2.3.2 施加载荷
2.4 本章小结
第3章 随车起重机有限元静力分析
3.1 典型工况
3.2 刚度分析结果
3.3 强度分析结果
3.4 结构改进结果
3.5 本章小结
第4章 随车起重机下车应力实验
4.1 概述
4.2 测试方法
4.3 测试原理
4.4 应力测试实验
4.4.1 测试仪器
4.4.2 测试点选取
4.4.3 测试步骤
4.4.4 实验数据处理
4.5 本章小结
第5章 基于子模型的拓扑优化设计
5.1 拓扑优化理论
5.2 子模型法
5.3 随车起重机下车支腿侧板的拓扑优化
5.4 本章小结
第6章 随车起重机下车优化设计
6.1 优化设计理论介绍
6.2 基于ANSYS的尺寸优化设计
6.2.1 确定目标函数与设计变量
6.2.2 随车起重机下车尺寸优化设计
6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某履带式自行走起重机转台结构优化设计[J]. 商晓恒,崔哲,肖彦峰,姜文光. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2019(04)
[2]直臂吊和折臂吊的优劣性对比分析[J]. 张平,潘焕,谭东才. 科技创新导报. 2019(16)
[3]考虑装配块接缝影响的装配式混凝土坝结构分析[J]. 戚蓝,龙益彬,李林伟. 水利水电技术. 2019(04)
[4]基于ANSYS子模型的网格收敛尺寸快速分析方法[J]. 胡季,刘春艳,杨玥. 大连交通大学学报. 2019(02)
[5]有限元和拓扑联合优化方法及其在机器人结构轻量化设计中的应用[J]. 李锦忠,唐宇存,陆秋龙,张建法,匡绍龙. 机械科学与技术. 2019(11)
[6]激光通信主镜结构多目标拓扑优化设计[J]. 姚玉刚,李耀彬,伞晓刚,高世杰. 机械科学与技术. 2019(09)
[7]基于ANSYS Workbench的高处作业平台结构优化设计[J]. 杨硕,钱怡,金惠昌. 机械制造与自动化. 2018(04)
[8]某大型高压辊磨机连接梁的拓扑优化分析[J]. 范奎,王玲,殷国富. 矿山机械. 2018(04)
[9]随车起重运输车结构及技术特点分析[J]. 牛善田,李红勋,徐楠. 专用汽车. 2018(03)
[10]ANSYS与Workbench子模型应用分析比较[J]. 赵海霞,管清正. 机械制造. 2017(10)
硕士论文
[1]随车起重机下车结构参数化建模方法研究[D]. 王小龙.吉林大学 2015
[2]随车起重机结构设计优化与仿真研究[D]. 黄飞.合肥工业大学 2015
[3]某型号折臂式随车起重机结构分析及软件开发[D]. 段笑梅.燕山大学 2014
[4]基于APDL的桥式起重机桥架结构参数化设计及优化[D]. 赵小伟.太原科技大学 2012
本文编号：3703481
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3703481.html
