大型堆取料機中柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、堆取料機是目前應用最為廣泛的散料裝卸設(shè)備，其中圓形料場堆取料機憑借其結(jié)構(gòu)緊湊、自動化程度高、生產(chǎn)效率高、工藝先進等特點，在水泥、煤炭、鋼鐵、電力等行業(yè)得到了廣泛的應用。圓形料場堆取料機整機主是由堆料設(shè)備、取料設(shè)備和中柱三大核心部件組成的，其中，中柱是將堆料機和取料機連接成整體的關(guān)鍵部件，起到主要的支撐作用。然而在實際產(chǎn)品中普遍存在中柱結(jié)構(gòu)笨重的問題，使得材料性能不能充分發(fā)揮，造成材料的浪費。因此，研究用于堆取料機中柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，對于

2、減輕中柱結(jié)構(gòu)自重，提高堆取料機的性能具有重要意義。
　　針對中柱設(shè)計中存在的諸多問題，以頂堆側(cè)取堆取料機的核心部件中柱為研究對象，研究復雜受力條件下中柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。對中柱進行合理簡化并進行理論計算，確定各工況中柱受力;應用經(jīng)典的有限元分析軟件ANSYS，基于參數(shù)化思想以及APDL語言編制簡化后中柱模型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序;對中柱各個工況進行強度、剛度、穩(wěn)定性分析以獲得危險工況作為優(yōu)化分析的基礎(chǔ);進而選取中柱鋼結(jié)構(gòu)主要尺寸作為設(shè)計變量

3、，以中柱強度、剛度、穩(wěn)定性要求為約束變量，將中柱結(jié)構(gòu)總重量最小作為優(yōu)化目標，使用軟件自帶優(yōu)化設(shè)計模塊中零階優(yōu)化算法對中柱模型進行尺寸優(yōu)化;同時為探究合適的加勁肋形狀，建立了加勁肋的優(yōu)化模型，以減少初始模型體積的70％作為優(yōu)化目標，對模型進行拓撲優(yōu)化;對優(yōu)化后數(shù)據(jù)進行圓整，并進行驗證，以獲取最佳的中柱結(jié)構(gòu)。
　　采用APDL語言，編寫了中柱優(yōu)化設(shè)計的程序，得到了較為理想的優(yōu)化結(jié)果。通過驗證，在確保結(jié)構(gòu)剛度、強度、穩(wěn)定性的條件下，降低