橋門式起重機金屬結構優(yōu)化設計系統(tǒng).pdf

1、近年來，起重機在工業(yè)生產中的地位越來越重要。傳統(tǒng)設計方法導致起重機的金屬結構存在結構參數不合理，質量偏重，性能“富余”等現象。目前文獻表明在起重機金屬結構有限元分析方面，研究對象大多只針對于某一類型的起重機金屬結構，而并沒有建立將多種類型的起重機金屬結構進行有限元分析的系統(tǒng)。本文以有限元理論為基礎，結合商業(yè)分析軟件，以二次開發(fā)為手段，開發(fā)一套集參數化建模、結構靜態(tài)特性分析、優(yōu)化設計分析于一體的設計系統(tǒng)。設計人員通過簡單的交互式操作，實現

2、橋門式起重機金屬結構的分析及優(yōu)化分析，在滿足結構的強度、剛度的條件下，達到降低結構重量的目的。該研究工作避免了重復建模的工作，降低了設計人員采用有限元設計分析的門檻，對提高設計人員的工作效率和縮短設計周期具有重要的意義。論文的主要內容如下:
　　(1)對A型剛柔支腿門式起重機以及橋式起重機的金屬結構做參數化處理，并用APDL參數化語言建立幾種機型的金屬結構參數化有限元分析模型，并確定相應的載荷工況以及邊界條件。
　　(2)分

3、析橋門式起重機金屬結構的受力，針對不同的工況，對橋門式起重機金屬結構進行靜態(tài)特性分析，對QG20t/31.5型號的橋式起重機金屬結構進行試驗測試，并與系統(tǒng)分析計算結果進行比較，驗證系統(tǒng)的可靠性。
　　(3)以優(yōu)化設計為理論依據，以橋式起重機和門式起重機的金屬結構的相關參數作為設計變量，在滿足剛度、強度及其他設計原則的基礎上，以金屬結構的重量作為目標變量，采用分步優(yōu)化等方法對起重機金屬結構進行優(yōu)化設計分析，并對優(yōu)化設計結果進行圓整，

4、將圓整后的設計變量尺寸對起重機進行性能分析，驗證優(yōu)化的可行性。
　　(4)利用Tcl/Tk語言定制相應橋門式起重機金屬結構的參數化界面以及優(yōu)化設計界面，并通過專用的數據接口實現參數與ANSYS進行數據傳送，并在ANSYS內部建立分析菜單欄，使分析系統(tǒng)界面簡單明了。
　　本文結合Ansys有限元分析軟件，開發(fā)了一套關于橋門式起重機金屬結構的優(yōu)化設計軟件，并通過實驗測試驗證了該軟件的建模方法和分析設計的有效性，對起重機的發(fā)展具有