橋式起重機(jī)主梁拓?fù)鋬?yōu)化研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文橋式起重機(jī)主梁拓?fù)鋬?yōu)化研究ResearchonTopologyOptimizationofOverheadCraneGirder學(xué)21304040大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要橋式起重機(jī)是在工礦企業(yè)等場(chǎng)合廣泛使用的起重機(jī)械設(shè)備，當(dāng)前國(guó)內(nèi)橋式起重機(jī)材料性能并未充分利用，耗材多，自重大，亟需對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以達(dá)到自重輕、性能優(yōu)的目的。在橋式起重機(jī)組成中，由

2、于主梁高度和跨度較大，重量占比高，故對(duì)橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化能夠有效降低橋式起重機(jī)重量。橋式起重機(jī)主梁尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化已經(jīng)有很多的研究，而針對(duì)主梁輕量化的拓?fù)鋬?yōu)化研究卻相對(duì)較少，拓?fù)鋬?yōu)化能從概念設(shè)計(jì)角度給主梁輕量化方向性指導(dǎo)，所以基于拓?fù)鋬?yōu)化的主梁輕量化設(shè)計(jì)對(duì)有效減小橋式起重機(jī)重量有重要的研究?jī)r(jià)值。本文在國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“橋式起重機(jī)械輕量化共性技術(shù)研究”(課題編號(hào)：2015BAF06801)資助下完成。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面

3、：(1)對(duì)某型號(hào)通用橋式起重機(jī)主梁進(jìn)行有限元分析，并在分析基礎(chǔ)上，采用零階優(yōu)化方法和一階優(yōu)化方法對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)果表明，即使是優(yōu)化后的橋式起重機(jī)主梁仍然存在一些鋼板的材料性能并未充分利用。(2)采用漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對(duì)傳統(tǒng)主梁截面進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到優(yōu)化的矩形主梁截面，而后采用變密度法對(duì)主梁腹板進(jìn)一步拓?fù)鋬?yōu)化，得到副腹板為十字形桁架，主腹板仍為板殼的新型主梁結(jié)構(gòu)。(3)根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，對(duì)主梁重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、尺寸優(yōu)化、分析，結(jié)果表明，該

4、新型主梁在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求下，新型主梁相對(duì)原型主梁減輕了1785t，減重百分比為2789％，相對(duì)優(yōu)化后原型主梁減輕了0965t，減重百分比為1729％，減重效果明顯。(4)設(shè)計(jì)了新型主梁樣機(jī)加工圖紙并進(jìn)行加工、測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與有限元分析結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi)，證明了有限元計(jì)算的正確性。拓?fù)涞玫降男滦椭髁涸诒ＷC強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的前提下，能夠有效降低重量。該新型主梁為橋式起重機(jī)輕量化主梁提供了一種新結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；主梁