5t吊車支撐梁的結(jié)構(gòu)設計及其輕量化研究.pdf

1、吊車是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)廠房中常配的起重運輸設備,作為吊車系統(tǒng)中重要構(gòu)件之一的吊車支撐梁結(jié)構(gòu),其設計的好壞將直接影響到吊車的安全穩(wěn)定運行。然而吊車支撐梁的用鋼量占鋼結(jié)構(gòu)廠房用鋼總量的1/4~1/3,因此在滿足支撐梁性能要求的前提下,對吊車支撐梁結(jié)構(gòu)開展輕量化設計是非常有必要的。本文將以某企業(yè)需安裝5t吊車的支撐梁為研究對象,對其開展優(yōu)化設計及輕量化研究,具體研究內(nèi)容體現(xiàn)在下列5個方面。
　　1.根據(jù)企業(yè)需安裝5t吊車的實際工況,參照GB5

2、0017-2003對吊車支撐梁進行結(jié)構(gòu)設計,確定工字形截面結(jié)構(gòu)及其參數(shù),并對其進行強度、剛度和穩(wěn)定性等方面的驗算。
　　2.建立吊車支撐梁結(jié)構(gòu)分析的有限元分析模型,分別完成了簡支和固支約束的結(jié)構(gòu)分析,得到了吊車支撐梁的變形位移與應力分布規(guī)律;探討了3種突緣式支座結(jié)構(gòu)類型及其參數(shù)對支撐梁剛度和強度的影響,并得到了相應的結(jié)論和建議。
　　3.以重量最小化為目標函數(shù),建立了支撐梁的形狀優(yōu)化模型,分別得到了簡支和固支約束下的優(yōu)化形狀

3、,并與優(yōu)化前的結(jié)構(gòu)進行了對比分析,所得結(jié)果顯示優(yōu)化后的支撐梁結(jié)構(gòu)能夠節(jié)省10％的鋼材。
　　4.以支撐梁的剛度為約束條件、最小化重量為目標函數(shù),建立了支撐梁的拓撲優(yōu)化模型,通過拓撲優(yōu)化結(jié)果提取了加勁肋板的布置方案,并與常規(guī)布置方案進行了對比分析,所得結(jié)果顯示通過拓撲優(yōu)化能夠節(jié)省鋼材21.35%。
　　5.針對2種加勁肋布置方案,開展了支撐梁結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析,所得結(jié)果顯示拓撲優(yōu)化后得到的加勁肋布置方案,不僅能夠提高支撐梁的固有頻