橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng).pdf

1、近年來，起重機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。傳統(tǒng)設(shè)計方法導(dǎo)致起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理，質(zhì)量偏重，性能“富余”等現(xiàn)象。目前文獻(xiàn)表明在起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)有限元分析方面，研究對象大多只針對于某一類型的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)，而并沒有建立將多種類型的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析的系統(tǒng)。本文以有限元理論為基礎(chǔ)，結(jié)合商業(yè)分析軟件，以二次開發(fā)為手段，開發(fā)一套集參數(shù)化建模、結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性分析、優(yōu)化設(shè)計分析于一體的設(shè)計系統(tǒng)。設(shè)計人員通過簡單的交互式操作，實現(xiàn)

2、橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的分析及優(yōu)化分析，在滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度的條件下，達(dá)到降低結(jié)構(gòu)重量的目的。該研究工作避免了重復(fù)建模的工作，降低了設(shè)計人員采用有限元設(shè)計分析的門檻，對提高設(shè)計人員的工作效率和縮短設(shè)計周期具有重要的意義。論文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)對A型剛?cè)嶂乳T式起重機(jī)以及橋式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)做參數(shù)化處理，并用APDL參數(shù)化語言建立幾種機(jī)型的金屬結(jié)構(gòu)參數(shù)化有限元分析模型，并確定相應(yīng)的載荷工況以及邊界條件。
　　(2)分

3、析橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的受力，針對不同的工況，對橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)特性分析，對QG20t/31.5型號的橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗測試，并與系統(tǒng)分析計算結(jié)果進(jìn)行比較，驗證系統(tǒng)的可靠性。
　　(3)以優(yōu)化設(shè)計為理論依據(jù)，以橋式起重機(jī)和門式起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)作為設(shè)計變量，在滿足剛度、強(qiáng)度及其他設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，以金屬結(jié)構(gòu)的重量作為目標(biāo)變量，采用分步優(yōu)化等方法對起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計分析，并對優(yōu)化設(shè)計結(jié)果進(jìn)行圓整，

4、將圓整后的設(shè)計變量尺寸對起重機(jī)進(jìn)行性能分析，驗證優(yōu)化的可行性。
　　(4)利用Tcl/Tk語言定制相應(yīng)橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的參數(shù)化界面以及優(yōu)化設(shè)計界面，并通過專用的數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)參數(shù)與ANSYS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并在ANSYS內(nèi)部建立分析菜單欄，使分析系統(tǒng)界面簡單明了。
　　本文結(jié)合Ansys有限元分析軟件，開發(fā)了一套關(guān)于橋門式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計軟件，并通過實驗測試驗證了該軟件的建模方法和分析設(shè)計的有效性，對起重機(jī)的發(fā)展具有