斗輪堆取料機輪體結構優(yōu)化及可靠性分析.pdf

1、斗輪堆取料機是目前世界通用的大型連續(xù)式散料處理成套設備，由于它屬于連續(xù)生產機械，生產率高，越來越受到世界各國的重視，目前，已廣泛應用于礦山、冶金、電力、交通、建材和化工等領域的大型露天礦、儲料場、倉庫、發(fā)電廠、煤氣廠和大型港口碼頭等場所。其中，懸臂式斗輪堆取料機以工作結構動作靈活、作業(yè)范圍廣和對場地要求相對較低等優(yōu)點，成為目前最為常用的結構形式。它是由斗輪機構、前臂架、立柱、平衡機構、回轉機構、門座、走行機構和尾車等組成。其中斗輪機構是

2、其實現取料功能的主要部件，它位于懸臂的最前端，其重量直接影響到整機的重量和平衡，因此它的輕量化對于整機的輕量化設計有著重要意義。本文的目的就在于獲得一個優(yōu)化的斗輪輪體。
　　 本文在有限元分析軟件ansys的平臺上運用漸進拓撲優(yōu)化方法(ESO)對斗輪輪體進行拓撲優(yōu)化，得出最佳的輪體材料分布模型，采用應變能密度作為單元刪除準則，并運用了棋盤格控制方法，取得了較好的結果。接著對拓撲優(yōu)化結果進行簡化，提出了優(yōu)化原始模型--弧形輪輻輪體

3、模型，同時考慮到加工制造問題，并結合以往設計經驗，提出另一種模型--直輪輻輪體模型，并利用ansys自帶的尺寸優(yōu)化方法--子問題法，掃描法和一階方法，分別對兩種模型進行優(yōu)化，得出最優(yōu)輪體尺寸，并最終確定直輪輻輪體作為最終優(yōu)化結果。然后利用ansys對輪體進行瞬態(tài)分析和可靠性分析，證明優(yōu)化結果模型能夠滿足使用要求。
　　 最后對斗輪進行了應力測試，將結果和有限元分析結果進行對比，驗證了文中有限元分析的正確性。斗輪優(yōu)化分析結果運用于