U橋式起重機主梁結(jié)構(gòu)設計及優(yōu)化分析.pdf

1、近年來，橋式起重機在裝備制造業(yè)和物流搬運行業(yè)中的使用越來越廣泛。使用者對橋式起重機工作性能的要求也越來越高，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。目前國內(nèi)的橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)設計多以經(jīng)驗法和靜態(tài)設計法為主，雖然能滿足工程上的需要，但存在結(jié)構(gòu)尺寸大、慣性大、材料過量使用等問題。橋式起重機橋架的主梁質(zhì)量通常占整機比重的60~70％，對橋式起重機的主梁進行結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設計就顯得十分必要。
　　本文首先對橋式起重機現(xiàn)代設計

2、方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的應用現(xiàn)狀進行了研究，詳細闡述了橋式起重機的基本結(jié)構(gòu)和橋架設計需要遵循的基本準則，分析了某型號50t橋式起重機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計參數(shù)。進一步，采用商用有限元軟件ANSYS，基于APDL語言編制了該橋式起重機主梁的參數(shù)化建模程序，并進行了多種工況載荷下的有限元分析。詳細討論和研究了該橋式起重機主梁多工況下的結(jié)構(gòu)應力和結(jié)構(gòu)撓度，多工況下上、下蓋板中心線上各節(jié)點

3、的應力和撓度分布，以及主梁上、下蓋板中心線上各節(jié)點在小車輪壓作用下的節(jié)點應力和節(jié)點撓度的變化狀況。有限元分析結(jié)果表明，初步設計的橋式起重機主梁結(jié)構(gòu)在各種工況下能滿足安全要求。
　　進一步，論文利用ANSYS的優(yōu)化算法，在滿足強度、剛度以及制造工藝性等約束條件下，對主梁的結(jié)構(gòu)設計參數(shù)進行了優(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)計算校核和有限元法對主梁的最優(yōu)設計參數(shù)進行了驗證。優(yōu)化結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)設計參數(shù)經(jīng)優(yōu)化后，主梁的強度