一、桥式起重机箱形梁的优化设计(论文文献综述)
王蕾[1](2021)在《基于刚度匹配的铸造起重机小车架结构优化》文中指出随着我国冶金工业生产规模的不断扩大,铸造起重机作为液态金属搬运的重要设备在现代化生产过程中的作用越来越突出。铸造起重机主要通过小车实现吊钩的运动,完成液态金属的搬运工作。小车架用来支承和连接起升机构与运行机构,是小车的重要承载结构。在保证小车起升机构传动平稳性和可靠性的前提下,降低小车架的结构质量是设计的重点和难点。本文以小车架静刚度设计准则作为切入点,分析小车架变形量与起升机构传动平稳的关系,提出将起升机构联轴器的轴线偏斜角纳入小车架结构优化设计准则的思路,通过解决传统小车架静刚度设计准则偏于保守的问题,实现小车架减重目标。具体完成工作分为以下几部分:(1)针对小车架变形会影响其上起升机构传动平稳性的问题,通过介绍起升机构及联轴器的功能,引入联轴器轴线偏斜角概念。基于轴线偏斜角的计算原理,建立了双卷筒双减速器起升机构的轴线偏斜角计算模型,得到了小车架变形量与轴线偏斜角的关系,为提出新的小车架静刚度设计准则奠定基础。(2)以225/63t-21.5m四梁四轨铸造起重机为例,分析计算铸造起重机小车架在实际工作中的载荷大小,探讨小车架结构优化设计准则。利用ANSYS APDL语言建立小车架参数化模型,选取四种载荷组合对小车架进行静力分析。结果表明,小车架的结构满足设计要求,为下一步的结构优化提供数据支持。(3)将灵敏度分析技术运用到小车架优化分析中,以确定对小车架结构性能影响较大的设计变量。使用基于轴线偏斜角优化方法和传统优化方法对小车架进行结构优化,对两种优化方法得到的小车架优化结果进行比对分析,验证基于轴线偏斜角优化方法的可行性。结果表明,相较传统优化方法,基于轴线偏斜角优化方法可使小车架减重5.485t,减重百分比为29.15%。依据轴线偏斜角优化方法,提出新的小车架设计的刚度推荐值。(4)应用MATLAB的图形用户界面开发一款铸造起重机小车架尺寸优化软件,实现初始参数输入、软件自动调用及分析、数据传递与输出功能,集成小车架参数输入、有限元分析和尺寸优化模块。该软件可简化小车架优化设计流程,适用于同类型铸造起重机小车架的结构分析和优化设计。上述研究工作为铸造起重机小车架的结构设计与优化提供理论和技术参考,对提升铸造起重机轻量化设计水平及促进铸造起重机的绿色、节能发展具有重要意义。
毕成[2](2019)在《桥式起重机疲劳寿命分析与评估系统的研究》文中进行了进一步梳理近些年来,随着我国经济发展取得的卓越成效,起重机在制造业领域地位越来越重要,国民生产对桥式起重机的吨位与跨度的要求和需求也越来越高。在钢厂、码头等场合运行的起重机往往需要面临恶劣的工作环境和繁重的吊装任务,桥式起重机的安全问题也因此受到广泛重视。因此,对桥式起重机主梁进行疲劳寿命的评估,计算其金属结构的剩余寿命就显得尤为重要。本文通过研究起重机寿命损伤定义和几类当前使用较为广泛的疲劳寿命算法,并根据桥式起重机金属高周疲劳特性,结合结构疲劳寿命算法和规范推算法两类方法的优缺点,开发一套桥式起重机双路径寿命评估系统。此系统包含起重机运行数据采集系统,从应力角度对桥式起重机疲劳寿命进行计算,还结合起重机的全寿命周期中的典型工况和吊运任务,根据设计规范分析该桥式起重机的剩余寿命。本系统的研究内容如下:(1)对金属结构疲劳损伤进行研究,讨论起重机械高周疲劳与低周疲劳不同类型的分析方法,有针对性的采用疲劳应力法与规范逆推法双路径疲劳寿命计算方法进行寿命评估,并得到较为科学的试验结果。(2)利用有限单元软件ANSYS建立桥式起重机箱形梁简化模型,根据调研记录设计四类典型工况进行加载模拟,通过应力云图确定主梁跨中翼缘板作为危险位置进行传感器安装。(3)按照起重机规范要求,对试验所需的信号源进行统计,选取适用于试验桥式起重机的传感器种类,设计采集卡模块和综合采集面板并实地安装传感器和应变计进行数据采集,获取多组有使用价值的起重机运行数据。(4)汇总被测桥式起重机各类数据结果,进行起重机疲劳寿命双路径评估计算过程,利用采集系统获取的应变量数据通过应力法计算过程,得到在存活率为99.9%情况下的总疲劳寿命;利用起升高度、位移距离和起重量数据,得到在当前应力状态等级下起重机构件的工作级别。(5)将应力法路径和规范法路径所得到的桥式起重机疲劳寿命进行对比。判断疲劳寿命情况类型,根据计算结果的寿命相差时间,设定三种剩余寿命分析情况,利用数据采集系统中对桥式起重机已使用时间的记录,或通过查阅被测老旧起重机历史工作记录和典型事件,利用推测起重机剩余寿命所占规范法路径计算总寿命比例,再进一步计算得到应力法路径剩余寿命年限。
靳通通[3](2019)在《桥式起重机偏轨箱形波纹腹板梁的优化设计》文中指出波纹腹板具备突出的稳定性,通过对波纹腹板的相关研究和应用情况分析,将其引入到偏轨箱形主梁的设计之中,得到了应用于桥式起重机的偏轨箱形波纹腹板梁,然后使用改进连续域蚁群算法对其初始设计参数进行优化。用优化设计的方法探讨偏轨箱形波纹腹板梁的参数设置,对于箱形波纹腹板梁的设计与研究工作具有参考价值。本文主要研究内容如下:(1)分析常见波纹腹板各类型的特点,选定了梯形波纹腹板,并对梯形波纹腹板的关键力学性能做了分析与总结,以某公司生产的直腹板偏轨箱形梁为原型,选取较为保守的尺寸参数设计出桥式起重机偏轨箱形波纹腹板梁。(2)针对后续的偏轨箱形波纹腹板梁尺寸优化问题,进行了基于蚁群算法的结构优化设计方法研究:在分析连续域基本蚁群算法的基础上,发现这种算法存在局部探索能力差、约束处理不完善等问题,所以引入了伪随机比例规则改进种子解的选取方法,对信息素分布中心进行适当的随机扰动,对信息素分布的标准差进行改造,使用DCPM(direct comparison and proportion maintenance)方法处理约束条件,得到了改进连续域蚁群算法,通过优化实例验证了改进连续域蚁群算法的优越性。(3)建立了偏轨箱形波纹腹板梁尺寸优化的数学模型,利用改进连续域蚁群算法进行优化,优化后的偏轨箱形波纹腹板梁相比初始的偏轨箱形波纹腹板梁减少了 18.75%的质量,相比于同规格的直腹板偏轨箱形梁减少了 9.75%的质量,所以优化过程有效减轻了梁的自重。通过有限元仿真分别验证了直腹板偏轨箱形梁和偏轨箱形波纹腹板梁的力学性能:通过静力学分析可知,两者都符合设计中的强度和静刚度要求,且性能比较接近;通过线性屈曲分析发现,两者均符合稳定性要求,且偏轨箱形波纹腹板梁的稳定性显然更好;通过模态分析可知,两者的一阶模态频率均满足设计要求。
李艳[4](2018)在《QD400t双梁桥式起重机主梁结构分析与优化设计》文中进行了进一步梳理随着社会的发展、科技的进步,桥式起重机的市场竞争日趋激烈,如何在使用性能和安全性能满足要求的情况下,降低产品的价格是桥式起重机厂家提高企业生存能力所面临的主要问题。本课题针对山东达驰电气有限公司车间对QD400t电动双梁桥式起重机的需求,对主梁结构进行初步设计,并以此为基础进一步优化分析,使其结构更加合理,降低材料消耗,降低整机高度。课题工作对降低桥式起重机自身成本和基建成本具有重要的意义。针对QD400t桥式起重机的工作环境、工作状态等,选择了双梁式箱型主梁结构,端梁与主梁连接采用对接形式,完成了桥式起重机的布置形式及技术参数的初步设计。针对初步选定的主梁形式,分析其受力工况,根据设计标准的要求,采用经典的强度、刚度和稳定性计算方法,完成了主梁的结构设计。采用SolidWorks软件对桥式起重机进行了三维建模和二维制图。采用有限元分析软件ANSYS Workbench对初选的主梁进行静态分析,结果表明初步设计的主梁刚度和强度都满足钢材许用值的要求。用ANSYS Workbench对主梁进行线性屈曲分析,得出前六阶屈曲变形和屈曲载荷因子,从变形图上得出主梁最易失稳的部位,对易失稳的局部进行加强,提高了主梁的局部稳定性。用ANSYS Workbench对主梁进行了模态分析,得到了主梁前六阶模态的固有频率和振型。前六阶模态下的固有频率均较小,符合人体工程学,保证了司机室操作人员在操作过程中不会因为振动产生疲劳、头晕等不适现象,同时对防止起重机发生共振,提高主梁的寿命具有重要的指导意义。为进一步进行各类动态分析提供了基础。通过对初选主梁的静态分析和动态分析,表明主梁满足静刚度、强度以及动刚度等要求,且有足够的安全裕量,在此基础上建立了主梁结构尺寸的优化模型,对主梁的截面高度进行了优化,确定设计变量、目标函数、约束条件等,用VB语言进行编程,找出最优解。对最优解的主梁进行力学分析。结果表明主梁满足刚度和强度设计准则要求的前提下,主梁的自重和主梁端面高度有大幅度的改善。
崔晓凯[5](2018)在《基于ANSYS的桥式起重机主梁轻量化研究》文中进行了进一步梳理桥式起重机是起重机械中生产批量最大,材料消耗最多的一种产品。现阶段研究主要采用传统计算方法,耗时费力。加强对桥机生产技术的研究工作,将对生产加工制造企业产生巨大的推动作用。本文以有限单元法为基础,利用ANSYS在计算机中对桥式起重机主梁进行仿真。利用参数化命令流建立桥式起重机主梁模型,对主梁进行静、动态分析和优化设计。本文主要研究内容包括:(1)根据起重机主梁结构进行合理的简化,采用APDL参数化建模,建立主梁三维有限元模型;(2)对主梁在额载起升、小车吊重运行、运行机构突然制动、突然卸载、1.25倍额载、歪拉斜吊六种工况下进行分析,确定了1.25倍额载是危险工况,得到了主梁的最大应力和最大位移。通过施加不同载荷,将模拟结果与理论计算进行对比,挠度误差大约为5%,应力误差在5%以内,误差在合理范围之内,验证所建立模型的合理性;(3)对主梁进行敏度分析以确定优化变量,以主梁挠度、应力为约束函数,对主梁进行优化设计。对优化后的主梁重新进行分析,得到最大应力为127.24MPa,最大挠度为29.23mm;(4)对QD50t-16.5m主梁进行载荷试验,测试主梁5个截面25个测点的应力,及跨中挠度。应力模拟、测试误差在18%之内;(5)对优化后的主梁模型进行模态分析,得到空载及额载情况下的自振频率及振形,模态分析结果表明随着载荷的增加,自振频率程下降趋势。小车从端部向跨中移动过程中,自振频率程下降趋势。最低频率为5.38Hz,自振频率满足要求;(6)以VB6.0为开发工具,调用ANSYS软件,编制一套实用、通用性强、操作简便的应用程序,实现输入主梁参数就能实现建模、分析、理论计算的功能。该程序为桥式起重机的设计提供参考。
尉鹤缤[6](2016)在《基于改进退火—粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计》文中提出随着全球经济迅速发展,工业生产规模不断扩大,桥式起重机作为一种重要的物料装卸和搬运设备,广泛应用于建材、运输、矿山、制造业和石油化工等领域。目前,我国桥式起重机设计多采用传统的许用应力法和极限状态法,传统设计方法虽然能满足工程需要,但材料浪费严重、结构尺寸较大、能耗较高。桥架结构占桥式起重机总重60%80%,而主梁又是桥架重要组成部分,是桥式起重机最主要的承载部件,为使我国桥式起重机向着安全可靠、轻量化、低能耗方向发展,对桥式起重机主梁进行结构优化设计显得尤为重要。本文采用改进退火-粒子群混合优化算法(SA-PSO)对桥式起重机主梁进行优化设计,其内容主要包括:(1)介绍桥式起重机结构组成,对其进行载荷计算。确定主梁截面的五个尺寸参数为设计变量,以制造工艺、边界尺寸、力学性能等方面的要求为约束条件,以主梁截面面积最小为目标函数,构建箱形主梁优化设计数学模型;(2)分析模拟退火算法(SA)和粒子群算法(PSO)的优缺点,取长补短,将“优选粒子”引入粒子群算法后,再与模拟退火算法相互结合,得到改进模拟退火-粒子群混合优化算法。通过测试函数和主梁优化实例对改进SA-PSO混合算法进行验证,证明改进SA-PSO混合优化算法的可行性和合理性;(3)以30t/25.5m正轨箱形双梁桥式起重机主梁为研究对象,以MATLAB软件为实现工具,运用改进SA-PSO混合算法对起重机主梁进行优化,优化后主梁截面面积减少到31230mm2,明显减轻主梁自重,达到优化设计目的;(4)利用有限元软件ABAQUS,对改进退火-粒子群混合算法优化后的正轨箱形双梁桥式起重机进行静态分析、模态分析和谐响应分析,分析结果表明优化后主梁符合强度、刚度要求,优化后桥式起重机结构合理、动态性能良好。
李耀宗[7](2016)在《基于子集模拟法的桥式起重机主梁可靠性优化》文中提出主梁是桥式起重机的主要承载构件,其一旦发生结构破坏,往往带来难以估量的损失,因此必须保证主梁具有很高的可靠性,即很小的失效概率。目前,桥式起重机的设计仍停留在许用应力法或极限状态设计法阶段。针对桥式起重机主梁的概率可靠性计算方法,蒙特卡罗法仍是主要研究方法。许用应力法使用简单,但其无法定量的描述可靠性的大小。蒙特卡罗法虽能解决许用应力法无法定量描述可靠性大小的问题,但其在计算可靠性过程中需要大量抽取计算样本,对于桥式起重机主梁的小失效概率求解问题,蒙特卡罗法的计算效率则过于低下。因此,本文将子集模拟法引入到桥式起重机主梁的可靠性分析中。子集模拟法将目标失效事件用一系列中间失效事件来表示,用来模拟中间失效概率的条件样本点则通过马尔科夫链蒙特卡罗算法来高效生成。本文编写了基于Matlab的小失效概率计算程序,并通过实际工程案例验证了子集模拟法的可行性与有效性。桥式起重机的金属结构占据着整机质量的60%以上,基于许用应力法的金属结构设计理论偏于保守,造成了设备结构尺寸及重量过大,增加了制作、运输及安装成本。因此,本文将粒子群优化算法引入到桥式起重机主梁的金属结构设计中,以桥式起重机的箱形主梁截面面积作为目标函数,在主梁的强度、刚度及稳定性等约束条件基础上,将主梁的可靠性加入到约束条件中,建立了主梁可靠性优化设计的数学模型。基于微软??0.6VC软件开发平台,编写了桥式起重机箱形主梁可靠性优化设计软件,并利用所编软件对某型桥式起重机主梁进行可靠性优化。优化结果表明,在满足各项设计要求的前提下,主梁截面面积减少了6.81%,说明了应用该软件能减轻主梁自重,降低生产成本,从而提高了经济效益。
齐海涛,田豪,张瑞侠,曹永梅[8](2015)在《桥式起重机箱形梁的优化设计思路》文中研究指明桥式起重机箱形梁结构设计的优劣直接决定着桥式起重机的性能。优化和改进箱形梁的结构设计,能够有效提高桥式起重机的性能。针对当前我国桥式起重机箱形梁主梁偏重等不利因素提出了新的优化设计思路,即波形腹板结构设计。此种设计思路可以有效节约材料,减轻主梁重量,优化桥式起重机箱形梁、主梁的设计结构。
王超[9](2015)在《桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计研究》文中研究指明起重机是现代生产活动中非常重要的搬运工具,被广泛应用于各个领域的生产活动中。桥式起重机作为最常见的起重机类型之一,其具有空间利用率高、运行效率和可靠性高、以及运行平稳等优点。箱形结构的主梁作为桥式起重机的主要构成部件,对于起重机的安全性和经济性起着决定性的作用。目前起重机箱形主梁普遍存在结构偏重、材料浪费严重等问题,严重阻碍了起重机的应用发展。本文以双梁桥式起重机的箱形主梁为研究对象,将快速设计与轻量化设计技术相结合,实现了桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计,有效的提高了桥式起重机箱形主梁的设计效率和质量。本文研究内容如下:(1)以GB/T3811-2008和起重机设计手册等起重机设计相关工具书为设计理论基础,研究了桥式起重机箱形主梁的截面设计和相关的校核设计及计算,实现了起重机箱形主梁截面参数的快速设计计算。以参数化设计方法为基础,通过研究数据库技术,实现了桥式起重机箱形主梁三维实体模型的快速设计。(2)研究了基本遗传算法的原理及其优缺点,在对基本量子遗传算法的研究基础上,提出了一种改进量子遗传算法,通过标准测试函数验证了改进量子遗传算法的可行性。并将改进遗传算法应用于桥式起重机箱形主梁截面参数的优化中,实现了起重机箱形主梁在满足其各种约束条件的前提下,主梁截面面积减小即减轻重量的目的,验证了改进遗传算法在起重机主梁轻量化中的可行性。(3)根据以上理论研究和实现方法,开发了桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统。基于Visual Basic开发平台,建立良好的人机交互界面,通过数据库开发技术、模块化参数化等技术的应用,最终实现了系统的独立运行。与企业实际生产相比较,本文开发的桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统,提高了桥式起重机箱形主梁的设计效率和设计质量,通过设计实例表明了本文研究内容的可行性和合理性。
毕晓恒[10](2015)在《基于混沌理论的桥式起重机箱型主梁优化》文中研究指明作为起重机的主要组成部分,金属结构是起重机械的技术经济、安全指标和寿命等的主要影响因素,其设计质量的好坏直接影响起重机整机在各个方面的技术指标。现阶段,起重机械金属结构的设计计算仍采用经验类比的许用应力法,该方法不但设计计算繁琐,劳动强度大,周期长,而且只限于在少数几个候选方案中进行分析比较,同时选择的方案也没有十分精确的评价标准来衡量其优劣,一般很难得到近乎最优的设计方案。随着计算机技术的发展和应用,可以建立设计过程能自动择取最优方案的一种快速有效的方法,即优化设计。这种设计方法将优化理论与计算机技术结合在一起,成为解决复杂设计问题的有效工具。采用这种设计方法能大大提高设计质量和效率,具有明显的经济效益和社会效益。因此,将优化设计引入到起重机的金属结构设计当中,通过编写起重机金属结构专用优化程序,利用计算机的运算能力,完成金属结构设计参数的最佳匹配,获得既能满足设计要求,又具有较轻自重的起重机金属结构,从而避免材料浪费,提高经济性能,降低生产成本。在构建优化数学模型时,考虑到以往将起重机结构当作混合变量的优化问题,造成必须对优化后的设计变量进行圆整处理,进而导致圆整后的设计变量常不在可行域内,从而引起优化失败。为此,本文根据在生产实际中结构尺寸常取毫米的整数倍及单轧钢板公称厚度“1.”对钢板所规定的厚度尺寸,重新定位起重机金属结构的优化设计属于约束非线性离散变量的优化问题。将混沌粒子群优化(Chaotic Particle Swarm Optimization,CPSO)算法引入到起重机金属结构的优化设计中,分别在种群初始化以及全局最优解局部搜索的环节引入混沌机制,优化实例表明,CPSO算法操作简单,运行速度快,避免了进化中的早熟和停滞现象,从而提高了优化解的全局收敛率;同时,提出一种双混沌机制的优化算法(Double Chaos Optimization Method,DCOM),利用混沌的随机性、遍历性以及规律性,基于Logistic、Tent、Cube三种映射方式分别进行优化计算,计算结果表明该方法能够在保证优化解质量的前提下有效地缩短计算时间,降低计算成本,从而提高设计效率;运用ANSYS有限元分析软件的参数化设计语言APDL对起重机结构进行静力分析以及模态分析,提取验算点的强度、刚度以及整机的振动频率数值,得到的计算结果与传统计算的一致性,证明了所构建的参数化有限元模型的正确性,为起重机金属结构的进一步深入研究奠定了基础,也为更为复杂的金属结构设计提供了科学的依据;最后,基于VC++软件平台完成优化设计及参数化有限元分析过程的软件集成,形成一套桥机金属结构优化设计的软件。
二、桥式起重机箱形梁的优化设计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、桥式起重机箱形梁的优化设计(论文提纲范文)
(1)基于刚度匹配的铸造起重机小车架结构优化(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外铸造起重机研究现状 |
1.2.1 国内铸造起重机研究现状 |
1.2.2 国外铸造起重机研究现状 |
1.3 课题研究内容 |
2 铸造起重机小车架对起升机构影响分析 |
2.1 起升机构组成及典型形式 |
2.1.1 起升机构组成 |
2.1.2 起升机构典型型式 |
2.2 联轴器类型与功能 |
2.2.1 联轴器类型介绍 |
2.2.2 联轴器角向补偿量 |
2.3 轴线偏斜角定义及计算 |
2.3.1 轴线偏斜角定义 |
2.3.2 轴线偏斜角计算模型建立 |
2.4 小车架结构优化设计准则探讨 |
2.5 本章小结 |
3 铸造起重机小车架有限元分析 |
3.1 小车架设计方法及设计准则 |
3.1.1 小车架设计方法 |
3.1.2 小车架设计准则 |
3.2 小车架载荷计算 |
3.2.1 小车架载荷系数选取 |
3.2.2 小车架载荷组合 |
3.2.3 小车架载荷计算 |
3.3 小车架有限元模型建立 |
3.3.1 小车架模型简化 |
3.3.2 小车架参数化建模 |
3.3.3 小车架边界条件 |
3.4 有限元结果分析 |
3.5 本章小结 |
4 小车架结构优化设计方法研究 |
4.1 结构优化设计介绍 |
4.1.1 优化设计的基本解法 |
4.1.2 优化设计的基本过程 |
4.2 结构灵敏度分析 |
4.2.1 灵敏度分析理论 |
4.2.2 ANSYS灵敏度分析结果 |
4.3 小车架优化数学模型 |
4.4 小车架优化设计方法对比分析 |
4.4.1 基于轴线偏斜角的小车架优化分析 |
4.4.2 传统优化设计的小车架优化分析 |
4.4.3 两种优化设计方法的对比 |
4.5 小车架优化后结构校核 |
4.6 本章小结 |
5 基于MATLAB的小车架优化软件开发 |
5.1 软件功能设计与实现 |
5.1.1 软件总体结构 |
5.1.2 MATLAB调用ANSYS |
5.2 软件界面设计 |
5.2.1 软件主界面 |
5.2.2 参数输入模块 |
5.2.3 有限元分析模块 |
5.2.4 尺寸优化模块 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 A 小车架参数化建模APDL命令流 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)桥式起重机疲劳寿命分析与评估系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 起重机疲劳损伤及寿命研究 |
1.2.2 起重机疲劳寿命计算方法 |
1.2.3 载荷谱计数方法 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.4 本文创新点 |
2 桥式起重机有限元模型分析 |
2.1 有限元分析概述 |
2.1.1 有限单元法的工程应用 |
2.1.2 ANSYS软件的分析流程 |
2.2 桥式起重机主梁模型搭建 |
2.2.1 桥式起重机结构组成 |
2.2.2 桥式起重机箱形梁建模 |
2.3 有限元模型加载与求解 |
2.4 本章小结 |
3 桥式起重机寿命评估数据系统 |
3.1 桥式起重机信号源处理 |
3.1.1 信号源类别 |
3.1.2 传感器选择方案 |
3.1.3 传感器安装方案 |
3.2 桥式起重机数据采集系统 |
3.2.1 采集卡模块设计 |
3.2.2 采集卡接口设计 |
3.2.3 综合采集卡设计 |
3.3 本章小结 |
4 双路径疲劳寿命评估算法 |
4.1 算法概述 |
4.2 应力算法路径 |
4.2.1 编制载荷谱 |
4.2.2 雨流计数法统计应力循环 |
4.2.3 存活率疲劳寿命曲线 |
4.2.4 线性累计损伤度 |
4.3 规范算法路径 |
4.3.1 起升与运行载荷组合 |
4.3.2 规范疲劳寿命计算 |
4.4 剩余寿命评估算法 |
4.5 本章小结 |
5 工程应用案例 |
5.1 工程项目概况 |
5.2 运行数据与载荷谱采集 |
5.3 数据处理与算法应用 |
5.3.1 应力统计与修正 |
5.3.2 疲劳循环次数计算 |
5.3.3 双路径疲劳寿命计算 |
5.3.4 剩余寿命评估 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(3)桥式起重机偏轨箱形波纹腹板梁的优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外相关研究现状 |
1.2.1 波纹腹板的研究及应用现状 |
1.2.2 蚁群算法的研究现状 |
1.2.3 起重机箱形主梁结构优化的研究现状 |
1.3 本文主要内容安排 |
1.4 本章小结 |
2 偏轨箱形波纹腹板梁的结构设计 |
2.1 波纹腹板力学性能分析 |
2.1.1 波纹腹板的类型 |
2.1.2 梯形波纹腹板的抗弯抗剪性能 |
2.1.3 梯形波纹腹板的屈曲特性研究 |
2.2 偏轨箱形波纹腹板梁的结构形式 |
2.2.1 直腹板形式双梁桥式起重机的结构和参数 |
2.2.2 梯形波纹腹板的分布方式 |
2.2.3 偏轨箱形波纹腹板梁的参数确定 |
2.3 本章小结 |
3 基于蚁群算法的结构优化设计方法研究 |
3.1 蚁群算法的原理和连续域基本蚁群算法 |
3.1.1 蚁群算法的基本原理 |
3.1.2 连续域基本蚁群算法的构建 |
3.2 CDACO算法的改进 |
3.2.1 算法改进措施 |
3.2.2 改进CDACO算法流程 |
3.2.3 改进CDACO算法测试函数仿真验证 |
3.3 基于改进CDACO算法的典型主梁截面优化 |
3.3.1 典型主梁截面优化的数学模型 |
3.3.2 基于改进CDACO算法的截面优化 |
3.3.3 优化结果的静力学验证 |
3.4 本章小结 |
4 偏轨箱形波纹腹板梁的尺寸优化 |
4.1 结构优化设计简介 |
4.1.1 结构优化设计概念 |
4.1.2 偏轨箱形波纹腹板梁结构尺寸优化的流程 |
4.2 偏轨箱形波纹腹板梁的数学模型建立 |
4.2.1 设计变量的确定与目标函数的建立 |
4.2.2 设计变量的约束条件 |
4.3 基于改进CDACO算法的波纹腹板梁优化 |
4.3.1 算法运行时控制参数的确定 |
4.3.2 优化结果的整理与分析 |
4.4 本章小结 |
5 偏轨箱形波纹腹板梁力学性能分析 |
5.1 箱形梁有限元分析流程 |
5.1.1 有限元方法及软件工具 |
5.1.2 有限元分析流程 |
5.2 两种箱梁的有限元模型创建与前处理 |
5.2.1 创建两种箱梁的几何模型 |
5.2.2 两种箱梁有限元分析的前处理 |
5.3 两种箱梁的有限元仿真结果对比 |
5.3.1 静力学仿真结果对比 |
5.3.2 线性屈曲分析仿真对比 |
5.3.3 模态分析仿真结果对比 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
致谢 |
(4)QD400t双梁桥式起重机主梁结构分析与优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究的背景和意义 |
1.3 国内外的发展现状及分析 |
1.3.1 起重机的国内外发展现状 |
1.3.2 桥式起重机国内外发展现状 |
1.3.3 桥式起重机设计方法研究现状 |
1.3.4 桥式起重机主梁结构研究现状 |
1.4 主要研究内容 |
第2章 桥式起重机主梁的结构分析及设计计算 |
2.1 桥式起重机主梁的结构形式分析 |
2.1.1 桥式起重机主梁的结构形式 |
2.1.2 桥式起重机主、端梁的连接方式 |
2.1.3 主梁的选型 |
2.2 QD400型桥式起重机的主要参数及总体布置 |
2.2.1 主要参数 |
2.2.2 总体布置 |
2.3 主梁的结构设计 |
2.3.1 载荷 |
2.3.2 载荷组合 |
2.3.3 主梁的受力分析 |
2.4 主梁的强度和刚度分析 |
2.4.1 强度分析 |
2.4.2 刚度分析 |
2.4.3 整体稳定性分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于ANSYS Workbench的主梁结构静态和动态分析 |
3.1 基于ANSYS Workbench的主梁动静态分析 |
3.1.1 模型的建立 |
3.1.2 静力计算结果与分析 |
3.2 基于ANSYS Workbench的主梁线性屈曲分析 |
3.3 基于ANSYS Workbench的主梁模态分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 主梁截面的优化设计 |
4.1 主梁优化数学模型的建立 |
4.1.1 目标函数和设计变量的确立 |
4.1.2 约束条件的确立 |
4.2 优化方法 |
4.3 优化结果 |
4.4 结果验证 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(5)基于ANSYS的桥式起重机主梁轻量化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外情况 |
1.2.1 国内起重机发展现状 |
1.2.2 国外起重机发展现状 |
1.3 优化设计方法现状 |
1.4 箱形主梁轻量化技术 |
1.5 本课题研究内容和方法 |
第二章 优化前主梁测试及有限元分析 |
2.1 桥式起重机金属结构 |
2.1.1 桥式起重机的性能参数 |
2.1.2 主梁结构 |
2.2 试验原理及仪器 |
2.3 有限元分析 |
2.3.1 主梁命令流建模 |
2.3.2 工况模拟 |
2.4 理论与模拟对比 |
2.4.1 竖直挠度对比 |
2.4.2 等效应力对比 |
2.5 测试与模拟对比 |
2.5.1 主梁应力对比 |
2.5.2 主梁挠度对比 |
2.6 本章小结 |
第三章 主梁优化设计 |
3.1 参数分布函数的选用及抽样 |
3.2 敏度分析 |
3.3 截面尺寸优化设计 |
3.3.1 优化变量 |
3.3.2 状态变量 |
3.3.3 目标函数 |
3.3.4 优化方法 |
3.3.5 优化结果 |
3.4 内部加劲肋优化 |
3.5 验证优化值 |
3.6 本章小结 |
第四章 模态分析 |
4.1 模态分析理论 |
4.2 ANSYS提取模态 |
4.3 模态结果分析 |
4.3.1 载荷位置影响 |
4.3.2 起升载荷的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 优化后主梁试验 |
5.1 主梁应力的测定 |
5.2 主梁挠度的测定 |
5.3 本章小结 |
第六章 主梁设计程序的开发 |
6.1 VB介绍 |
6.2 VB调用ANSYS的基本原理 |
6.2.1 VB生成命令流文件 |
6.2.2 VB后台调用ANSYS |
6.2.3 判断调用结束 |
6.3 用户界面的设计 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
致谢 |
(6)基于改进退火—粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外桥式起重机研究现状 |
1.2.2 国内桥式起重机研究现状 |
1.3 本课题研究主要内容和技术路线 |
1.3.1 本课题研究主要内容 |
1.3.2 本课题研究技术路线 |
1.4 本章小结 |
第2章 桥式起重机载荷分析 |
2.1 桥式起重机简介 |
2.1.1 桥式起重机分类 |
2.1.2 桥式起重机桥架结构 |
2.2 载荷分析 |
2.2.1 固定载荷1P |
2.2.2 活动载荷2P |
2.2.3 水平惯性载荷HP |
2.2.4 侧向歪斜载荷SP |
2.2.5 扭转载荷 |
2.2.6 载荷组合 |
2.3 桥式起重机主梁计算 |
2.3.1 垂直方向载荷 |
2.3.2 水平方向载荷 |
2.3.3 主梁强度校核 |
2.3.4 主梁疲劳强度校核 |
2.3.5 主梁刚度校核 |
2.3.6 稳定性校核 |
2.4 本章小结 |
第3章 主梁优化设计数学模型 |
3.1 优化设计流程 |
3.2 优化设计数学模型 |
3.3 箱形主梁优化设计数学模型建立 |
3.3.1 设计变量的选取 |
3.3.2 约束条件的确定 |
3.3.3 目标函数的建立 |
3.4 本章小结 |
第4章 改进模拟退火-粒子群混合算法分析 |
4.1 主梁优化分析 |
4.2 优化算法介绍 |
4.2.1 粒子群算法(PSO) |
4.2.2 模拟退火算法(SA) |
4.2.3 优选粒子 |
4.3 模拟退火-粒子群混合算法 |
4.3.1 混合算法基本原理 |
4.3.2 改进混合算法步骤 |
4.3.3 测试函数仿真计算 |
4.4 算法对比验证 |
4.4.1 数学模型 |
4.4.2 设置参数 |
4.4.3 结果对比分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 桥式起重机主梁优化设计实例 |
5.1 桥式起重机参数 |
5.2 基于模拟退火-粒子群混合算法的主梁优化设计 |
5.2.1 生成初始种群和粒子更新 |
5.2.2 设置参数 |
5.2.3 优化结果分析 |
5.3 优化结果有限元分析 |
5.3.1 建立主梁有限元模型 |
5.3.2 静态分析 |
5.3.3 模态分析 |
5.3.4 谐响应分析 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
(7)基于子集模拟法的桥式起重机主梁可靠性优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 可靠性理论发展概述 |
1.2.1 国内外结构可靠性发展 |
1.2.2 可靠性研究方法概述 |
1.2.3 子集模拟法发展概述 |
1.3 本文课题来源及研究内容 |
1.3.1 本文课题来源 |
1.3.2 本文研究内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 蒙特卡罗法以及子集模拟法的原理 |
2.1 可靠性分析中的基本概念 |
2.2 蒙特卡罗法 |
2.2.1 蒙特卡罗法历史背景 |
2.2.2 蒙特卡罗法基本原理 |
2.2.3 蒙特卡罗法求解结构失效概率的步骤 |
2.2.4 蒙特卡罗法中样本点的获取 |
2.2.5 蒙特卡罗法特点 |
2.3 子集模拟法 |
2.3.1 子集模拟法基本原理 |
2.3.2 条件失效概率估计 |
2.3.3 马尔科夫链蒙特卡罗模拟 |
2.3.4 中间失效事件选择 |
2.3.5 子集模拟法过程 |
2.4 数值算例以及简单工程算例分析 |
2.4.1 数值算例分析 |
2.4.2 简单工程算例分析 |
2.4.3 算例结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 重要抽样法及重要抽样子集模拟法 |
3.1 重要抽样法 |
3.1.1 重要抽样法基本原理 |
3.1.2 重要抽样密度函数构造 |
3.1.3 重要抽样法计算失效概率步骤 |
3.2 重要抽样子集模拟法 |
3.2.1 重要抽样子集模拟法基本原理及自动分层法 |
3.2.2 重要抽样子集模拟法条件失效概率估计 |
3.2.3 重要抽样子集模拟法过程 |
3.3 数值算例以及简单工程算例分析 |
3.3.1 数值算例分析 |
3.3.2 简单工程算例分析 |
3.3.3 算例结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 桥式起重机主梁的受力分析 |
4.1 桥式起重机箱形梁桥架介绍 |
4.2 桥式起重机桥架设计的载荷组合及计算 |
4.2.1 桥架设计中的计算载荷 |
4.2.2 桥式起重机主梁载荷计算 |
4.3 主梁强度、刚度及稳定性验算 |
4.3.1 主梁强度计算 |
4.3.2 主梁刚度计算 |
4.3.3 主梁稳定性校核 |
4.4 本章小结 |
第五章 桥式起重机箱形主梁可靠性计算及可靠性优化 |
5.1 主梁可靠性计算 |
5.1.1 主梁性能参数 |
5.1.2 功能函数建立及可靠度计算 |
5.2 主梁可靠性优化设计 |
5.2.1 起重机金属结构优化设计概述 |
5.2.2 主梁优化数学模型建立 |
5.2.3 粒子群算法 |
5.2.4 主梁可靠性优化 |
5.2.5 可靠性优化设计软件的实现 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(8)桥式起重机箱形梁的优化设计思路(论文提纲范文)
1 桥式起重机 |
2 箱形梁腹板的优化设计 |
3 实例分析 |
4 结语 |
(9)桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 相关课题的国内外研究发展现状 |
1.2.1 国内外起重机发展现状 |
1.2.2 起重机快速设计研究现状 |
1.2.3 起重机结构轻量化技术研究现状 |
1.3 论文的主要研究内容 |
2 桥式起重机箱形主梁快速轻量化设计的总体方案 |
2.1 桥式起重机箱形主梁快速轻量化设计总体框架 |
2.2 快速设计 |
2.2.1 快速设计的实现方法 |
2.2.2 快速设计在起重机快速轻量化系统中的作用 |
2.3 轻量化设计 |
2.4 本章小结 |
3 桥式起重机箱形主梁的快速设计 |
3.1 箱形主梁截面几何参数设计 |
3.1.1 主梁经济梁高的确定 |
3.1.2 主梁翼缘板尺寸的确定 |
3.1.3 主梁腹板尺寸的确定 |
3.1.4 主梁截面几何特性 |
3.2 箱形主梁受力校核 |
3.2.1 强度计算与校核 |
3.2.2 刚度计算与校核 |
3.2.3 主梁稳定性校核 |
3.2.4 主梁疲劳强度校核 |
3.3 起重机箱形主梁参数化模型建立 |
3.3.1 基于 SolidWorks 的参数化建模方法 |
3.3.2 参数化建模要点 |
3.3.3 基于 SolidWorks 的主梁参数化建模 |
3.4 本章小结 |
4 基于改进遗传算法的桥式起重机箱形主梁轻量化设计 |
4.1 桥式起重机箱形主梁优化数学模型 |
4.1.1 确定设计变量 |
4.1.2 建立目标函数 |
4.1.3 确定约束条件 |
4.2 遗传算法的研究 |
4.2.1 遗传算法基本原理 |
4.2.2 编码策略 |
4.2.3 适应度函数 |
4.2.4 遗传算子 |
4.2.5 遗传算法的特点 |
4.3 改进遗传算法 |
4.3.1 改进遗传算法的思想 |
4.3.2 量子遗传算法 |
4.3.3 改进量子遗传算法的实施 |
4.3.4 改进量子遗传算法的性能验证 |
4.4 基于改进量子遗传算法的桥式起重机箱形主梁优化 |
4.4.1 参数设置 |
4.4.2 优化结果及分析 |
4.5 本章小结 |
5 桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计系统实现 |
5.1 系统总体设计 |
5.2 系统实现方法 |
5.2.1 系统开发平台 |
5.2.2 模块化参数化设计 |
5.2.3 数据库访问技术 |
5.3 系统操作界面及工程实例 |
5.3.1 系统登陆界面 |
5.3.2 优化设计应用工程实例 |
5.3.3 结果分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
致谢 |
(10)基于混沌理论的桥式起重机箱型主梁优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 起重机的发展概况 |
1.1.2 国内外起重机的发展趋势 |
1.2 起重机金属结构的设计方法 |
1.2.1 传统设计方法 |
1.2.2 可靠性设计法 |
1.2.3 有限元设计法 |
1.2.4 优化设计法 |
1.2.5 动态仿真设计 |
1.3 本课题的来源及研究内容 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 课题研究内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 桥式起重机金属结构计算 |
2.1 桥式起重机简介 |
2.1.1 桥式起重机工作原理 |
2.1.2 桥式起重机桥架 |
2.2 桥架设计的载荷组合和载荷计算 |
2.2.1 设计参数的设置 |
2.2.2 总体设计 |
2.2.3 载荷计算 |
2.2.4 桥架箱形主梁计算 |
2.3 本章小结 |
第三章 桥式起重机金属结构箱形主梁设计优化 |
3.1 优化算法概述 |
3.2 优化数学模型的建立 |
3.2.1 设计变量的确定 |
3.2.2 目标函数的建立 |
3.2.3 约束条件的确定 |
3.3 遗传优化算法(GA) |
3.3.1 GA的基本原理 |
3.3.2 GA的数学描述 |
3.4 蚁群优化算法(ACO) |
3.4.1 ACO的基本原理 |
3.4.2 ACO的数学描述 |
3.5 粒子群优化算法(PSO) |
3.5.1 PSO的基本原理 |
3.5.2 PSO的数学描述 |
3.6 混沌映射机制 |
3.6.1 混沌理论的发展概述 |
3.6.2 混沌的定义和特征 |
3.6.3 混沌映射模式 |
3.7 混沌粒子群优化(CPSO) |
3.7.1 CPSO算法的介绍 |
3.7.2 CPSO算法的实现 |
3.7.3 CPSO算法优化结果分析 |
3.8 双混沌优化方法(DCOM) |
3.8.1 DCOM算法的实现 |
3.8.2 DCOM算法优化结果分析 |
3.9 本章小结 |
第四章 金属结构有限元分析 |
4.1 有限元理论概述 |
4.1.1 有限元分析的力学基础 |
4.1.2 连续体的有限元分析 |
4.2 ANSYS参数化有限元分析 |
4.3 主梁有限元分析 |
4.3.1 单元选择和材料属性设置 |
4.3.2 建立参数化模型 |
4.3.3 网格划分 |
4.3.4 边界条件 |
4.3.5 有限元分析计算结果 |
4.3.6 模态分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 优化设计软件的实现 |
5.1 设计软件研发的目的 |
5.2 软件设计的技术支持 |
5.2.1 软件的开发平台 |
5.2.2 参数化设计 |
5.2.3 可视化设计 |
5.2.4 VC++6.0 与ANSYS软件接口技术 |
5.3 软件的功能 |
5.4 工程实例 |
5.4.1 系统进入 |
5.4.2 程序的主界面 |
5.4.3 基本参数设置 |
5.4.4 优化设计 |
5.4.5 ANSYS有限元分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
四、桥式起重机箱形梁的优化设计(论文参考文献)
- [1]基于刚度匹配的铸造起重机小车架结构优化[D]. 王蕾. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]桥式起重机疲劳寿命分析与评估系统的研究[D]. 毕成. 南京理工大学, 2019
- [3]桥式起重机偏轨箱形波纹腹板梁的优化设计[D]. 靳通通. 中北大学, 2019(01)
- [4]QD400t双梁桥式起重机主梁结构分析与优化设计[D]. 李艳. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [5]基于ANSYS的桥式起重机主梁轻量化研究[D]. 崔晓凯. 河北工业大学, 2018(07)
- [6]基于改进退火—粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计[D]. 尉鹤缤. 河北工程大学, 2016(08)
- [7]基于子集模拟法的桥式起重机主梁可靠性优化[D]. 李耀宗. 太原科技大学, 2016(11)
- [8]桥式起重机箱形梁的优化设计思路[J]. 齐海涛,田豪,张瑞侠,曹永梅. 时代农机, 2015(06)
- [9]桥式起重机箱形主梁的快速轻量化设计研究[D]. 王超. 中北大学, 2015(07)
- [10]基于混沌理论的桥式起重机箱型主梁优化[D]. 毕晓恒. 太原科技大学, 2015(08)