U橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析.pdf

1、近年來(lái)，橋式起重機(jī)在裝備制造業(yè)和物流搬運(yùn)行業(yè)中的使用越來(lái)越廣泛。使用者對(duì)橋式起重機(jī)工作性能的要求也越來(lái)越高，逐步向高精度、結(jié)構(gòu)輕量化、低能耗、低成本的方向發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)的橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多以經(jīng)驗(yàn)法和靜態(tài)設(shè)計(jì)法為主，雖然能滿足工程上的需要，但存在結(jié)構(gòu)尺寸大、慣性大、材料過(guò)量使用等問(wèn)題。橋式起重機(jī)橋架的主梁質(zhì)量通常占整機(jī)比重的60~70％，對(duì)橋式起重機(jī)的主梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)就顯得十分必要。
　　本文首先對(duì)橋式起重機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)

2、方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，詳細(xì)闡述了橋式起重機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和橋架設(shè)計(jì)需要遵循的基本準(zhǔn)則，分析了某型號(hào)50t橋式起重機(jī)主梁截面的主要參數(shù)以及主梁工作載荷大小、類型與作用性質(zhì)，并給出了主梁具體的初步設(shè)計(jì)參數(shù)。進(jìn)一步，采用商用有限元軟件ANSYS，基于APDL語(yǔ)言編制了該橋式起重機(jī)主梁的參數(shù)化建模程序，并進(jìn)行了多種工況載荷下的有限元分析。詳細(xì)討論和研究了該橋式起重機(jī)主梁多工況下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)撓度，多工況下上、下蓋板中心線上各節(jié)點(diǎn)

3、的應(yīng)力和撓度分布，以及主梁上、下蓋板中心線上各節(jié)點(diǎn)在小車輪壓作用下的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力和節(jié)點(diǎn)撓度的變化狀況。有限元分析結(jié)果表明，初步設(shè)計(jì)的橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)在各種工況下能滿足安全要求。
　　進(jìn)一步，論文利用ANSYS的優(yōu)化算法，在滿足強(qiáng)度、剛度以及制造工藝性等約束條件下，對(duì)主梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了主梁結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)序列，并分別采用常規(guī)計(jì)算校核和有限元法對(duì)主梁的最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證。優(yōu)化結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)經(jīng)優(yōu)化后，主梁的強(qiáng)度