橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本文基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中的有限單元法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,以某50t-31.5m橋式起重機(jī)為研究對(duì)象,完成了多種工況下材料分別為Q235和Q345的橋式起重機(jī)橋架的輕量化設(shè)計(jì)研究。
　　 首先介紹了起重機(jī)的研究現(xiàn)狀和CAE技術(shù)的在起重機(jī)行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀,深入研究了有限元法的理論基礎(chǔ)及有限元分析軟件HypefWorks。在第三章詳細(xì)描述了此橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)并建立其幾何模型,此外,運(yùn)用前處理軟件HyperMesh建立了起重機(jī)橋架的有限

2、元模型,對(duì)有限元建模過程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。在第四章分別對(duì)橋架的整個(gè)有限元模型和半個(gè)有限元模型進(jìn)行了模態(tài)分析和靜態(tài)分析,分析計(jì)算結(jié)果表明此橋式起重機(jī)橋架的結(jié)構(gòu)性能的安全系數(shù)過大還存在很大的優(yōu)化空間,因此有必要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)。在第五章為了驗(yàn)證有限元模型及其計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,采用解析法對(duì)橋式起重機(jī)的主梁進(jìn)行靜力學(xué)理論計(jì)算,其結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果相當(dāng)吻合,確保了有限元計(jì)算結(jié)果的可信度。
　　 本文在第六章深入研究了各種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

3、方法和流程,及Optisuct中的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,并分別對(duì)材料為Q235和Q345的橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種工況下的形狀優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化以及綜合優(yōu)化,此外,還對(duì)主梁進(jìn)行了板厚變截面優(yōu)化設(shè)計(jì)和魚腹梁變截面優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先建立橋架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,各個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化模型雖有所區(qū)別,但最終目標(biāo)都是減少起重機(jī)橋架的自重,實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)的目的。通過本文的研究表明采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法進(jìn)行橋架設(shè)計(jì)可以在滿足起重機(jī)強(qiáng)度剛度的設(shè)計(jì)要求下實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕