基于結(jié)構(gòu)仿生的塔式起重機(jī)臂架優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著我國(guó)起重機(jī)等重型機(jī)械制造業(yè)的迅猛發(fā)展，在滿足起重機(jī)起升高度更高、起升重量更大的前提下，如果起重機(jī)的自身重量更輕，就會(huì)更易于安裝和運(yùn)輸，以此降低運(yùn)行成本。塔式起重機(jī)主要采用桁架結(jié)構(gòu)，其力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)十分顯著。因此，合理地對(duì)塔機(jī)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效分配載荷，使其各桿件能夠更大限度地承受載荷，對(duì)最終減輕起重機(jī)結(jié)構(gòu)重量是十分有意義的。本文以 QTZ40塔式起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，基于結(jié)構(gòu)仿生優(yōu)化設(shè)計(jì)思想，對(duì)臂架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿生優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2、論文主要內(nèi)容如下：
　　（1）首先介紹了桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論的研究概況，簡(jiǎn)述了起重機(jī)桁架式臂架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，引入了結(jié)構(gòu)仿生設(shè)計(jì)思想，闡述了結(jié)構(gòu)仿生的概念及研究現(xiàn)狀，分析了結(jié)構(gòu)仿生的三大理論基礎(chǔ)、基本流程和相似性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
　?。?）簡(jiǎn)要介紹了塔式起重機(jī)臂架的基本參數(shù)和構(gòu)型規(guī)律，利用APDL語(yǔ)言建立臂架的有限元模型，并利用ANSYS對(duì)臂架進(jìn)行了靜力學(xué)分析，得到臂架的最大位移、最大應(yīng)力，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行了校核。為

3、了更好的了解臂架的結(jié)構(gòu)特性，本文采用ANSYS中的Block Lanczos方法對(duì)臂架進(jìn)行了模態(tài)分析，并提取了前四階模態(tài)固有頻率。
　?。?）結(jié)合相似性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定王蓮為仿生原型，并結(jié)合植物形態(tài)學(xué)，研究、分析王蓮葉脈的構(gòu)型規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其符合黃金分割定律，即生物界中存在的“魯?shù)戮S格定律”，結(jié)合黃金分割定律對(duì)仿生原型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，利用ANSYS Workbench分析軟件對(duì)臂架進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，結(jié)合臂架拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果確定了臂架的仿生優(yōu)化設(shè)計(jì)方