基于有限元分析的雙小車橋式起重機主梁優(yōu)化設(shè)計與軟件開發(fā).pdf

1、起重機械是現(xiàn)代化生產(chǎn)中非常重要的輔助工具設(shè)備，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)活動中的各個領(lǐng)域。雙小車橋式起重機作為一種新型起重機械，主要用于起吊大跨度重物的工作場合，具有充分利用橋架下空間、運行平穩(wěn)、安全性和工作效率高以及使用簡便等優(yōu)點。主梁作為起重機的主要元件，對其整體安全性和經(jīng)濟性起決定性作用。目前主梁普遍存在結(jié)構(gòu)笨重、材料浪費等問題，嚴重影響雙小車橋式起重機的發(fā)展和應(yīng)用。
　　本文以雙小車橋式起重機的組合型主梁（鋼板與工字鋼）為研究對象，基

2、于有限元方法對其進行結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計，并完成軟件開發(fā)，具體工作主要有:
　　(1)建立三維參數(shù)化模型，并對主梁結(jié)構(gòu)進行有限元分析?；趨?shù)化設(shè)計思想，建立主梁結(jié)構(gòu)的三維參數(shù)化有限元模型，通過簡單的參數(shù)控制實現(xiàn)快速建模;開展起重機在負荷下的試驗研究，驗證參數(shù)化模型;利用參數(shù)化有限元模型，對主梁進行不同工況下的靜力分析，并運用弧長算法和非線性穩(wěn)定算法，預(yù)測主梁結(jié)構(gòu)的極限承載能力，通過上述有限元分析確定主梁承載裕量;
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3、基于有限元分析結(jié)果，運用ANSYS-APDL語言及其優(yōu)化設(shè)計模塊，對主梁結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。以主梁自重輕量化為目標，以滿足結(jié)構(gòu)強度和剛度要求為約束條件，利用所建立的參數(shù)化模型，采用不同優(yōu)化算法，對組合型主梁進行優(yōu)化設(shè)計;優(yōu)化結(jié)果表明在既定的安全裕量下結(jié)構(gòu)的承載能力能夠得到更好發(fā)揮，主梁自重減輕，且強度和剛度仍滿足要求;
　　(3)整合研究成果，開發(fā)完成“雙小車橋式起重機主梁結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計平臺”?；贛ATLAB軟件的圖形用戶界面