桁架门式起重机结构系列优化设计研究

本文针对桁架门式起重机结构特点,建立了结构优化设计模型,运用离散优化方法,完成了桁架门式起重机系列优化设计计算软件研制,应用结果表明,软件具有较好的适应性和实用性,优化设计效果明显。     

基于ANSYS的定柱式旋臂起重机的有限元分析

根据定柱式旋臂起重机整体结构特点，建立了面向整机的有限元模型，基于ANSYS软件对该产品进行了静力分析和模态分析．通过分析解决了设计的应力应变求解，优化了设计尺寸，使产品总质量得到了下降．同时，对改进设计，提高起重机疲劳寿命具有一定的指导意义．     

基于VC和MATLAB的单梁起重机主梁优化设计

针对单梁起重机桥架结构的主梁设计中,一般方法设计过程繁琐且设计出的主梁自重较大的问题,在参数化设计的基础上提出一种运用MATLAB软件的优化设计方法。该方法将VC与MAT-LAB集成为一体,实现了从参数化设计到利用MATLAB优化工具箱进行优化。这种方法省去了自行编写优化程序,节约时间,大大提高了设计效率,同时对同类起重机的设计具有重大意义。     

基于UG的起重机结构有限元分析和优化

利用UG/NX对通用桥式起重机进行三维零部件建模,并对各个零部件进行装配,利用UG/NX软件的CAE模块对起重机整机进行有限元结构分析,研究分析结果,找出其中有问题或者不合理的结构,对不合理的结构进行优化改进,再对优化后的结构再次进行分析,验证优化结果。为起重机的设计提供一个新的设计思路。     

起重机伸缩臂截面拓扑优化

将拓扑优化应用在起重机臂架截面结构设计中,可以解决起重机伸缩臂结构的最优分布问题,从而提高起重机伸缩臂的力学性能,减轻臂架自重.分析拓扑优化中材料变密度法及其相关参数对拓扑优化结果的影响,采用结构力学中的拓扑优化方法建立了伸缩吊臂的拓扑优化数学模型.利用HyperMesh软件建立起重机臂架的有限元模型,并用OptiStruct软件进行优化分析,获得了最优的臂架截面拓扑图.优化结果表明数学模型是合理的,拓扑优化应用在起重机臂架截面设计中是有效的.     

桥式起重机主梁腹板结构的优化与改进

物流在现代工业快速发展的过程中起到了很关键的作用,物料搬运直接影响着着现代工业效率。起重机作为物料搬运的主要设备之一,在飞速发展的工业时代起到了特别关键的作用,起重机的研究和更完善的改进可以更好的提高对我国物流业的发展。对于西方发达的起重机行业来说,我国的起重机行业近几年以来已经明显很落后,如今世界先进工业化国家已经广泛采用起重机的现代设计方法如有限元设计、优化设计等方法来设计起重机,我们国家还是在使用传统的设计方法,因此设计的起重机安全系数大、消耗原材料多、结构不及合理、效率较低。对我国起重机行业来说加强对起重机的现代设计方法的研究和应用,不断加强对起重机新型结构的大胆探索和创新研究具有很重要的理论意义和实际意义。我国广泛应用于机械、冶金、运输等行业的桥式起重机占了我国起重机的4 0%左右,在我国应用起重机的行业中,最广泛采用的是桥式起重机,由于它的通用化程度比较高,是别的起重机所不可比拟的,本文将对桥式起重机主梁腹板结构的优化和改进做一研究。     

门式起重机的合理悬臂长度

如何确定门式起重机主梁的合理悬臂长度是门式起重机总体参数优化设计的重要匹配问题，至今尚未得到真正解决。本文按照强度、静态刚度和动态刚度条件对不同类型门式起重机结构进行全面的分析与探讨，得出了合理的悬臂长度，同时提出在不同悬臂长度下迅速确定控制主梁设计的危险截面的方法，从而简化了设计工作，为门式起重机总体参数优化匹配和静、动态设计奠定了理论基础。     

多工况下的桥式起重机有限元分析及优化设计

针对桥式起重机在多种工况下的不同载荷组合的强度、刚度、稳定性的检测和实验难以实现的问题,以桥式起重机为研究对象,通过SoildWorks建立三维模型,导入Midas NFX有限元仿真分析软件,设计在多种工况下切实可行的桥架结构模型实验方案,开展线性静力分析、疲劳分析和屈曲分析,对起重机主梁的强度、刚度和稳定性进行有限元分析研究,结果表明,该桥式起重机静强度,静刚度,疲劳强度和稳定性均满足设计规范要求,且整体结构还有较大的优化空间,采用智能优化算法—镜面反射算法对起重机金属结构设计参数作优化分析,提出了改进方案,极大地减轻结构的质量,为后续同类型结构设计提供了科学的参考。     

凯威特型单层球面网壳的优化设计

以网壳的矢高、网格数、杆件截面积、球节点的体积为设计变量，以总造价最低为目标函数，采用直接搜索法与准则法有机结合的综合优化设计方法，按规范要求对网壳结构的外形及杆件的截面积进行优化设计，并考虑了竖向和水平地震作用．编制了 Ｓ Ｓ Ｓ Ａ Ｏ Ｐ（ Ｓｐａｃｅ Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｈｅｌｌ Ａｒｅａ Ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ）软件，同时使杆件面积规格化，以便直接用于实际工程．此外，计算中所需信息自动生成，实现了网壳结构设计的自动化．     

浅谈起重机钢结构件的优化设计及混合编程实现

分析了起重机钢结构的优化设计方法,指出采用复合形法优化方法以及基于Delphi和Fortran的混合编程可提高起重机钢结构件的设计效率。     

小跨度连续吊车梁的有限元算法

厂房钢结构连续吊车梁相比目前普遍采用的单跨简支吊车梁,具有更好的竖向刚度和经济性。但由于连续吊车梁在移动荷载下的内力分析难度较大,工程设计中罕有采用。本次研究采用有限元程序,对两等跨等截面小跨度吊车梁的仿真分析,得出连续吊车梁在中轻级吊车荷载作用下的控制内力和变形挠度,对比单跨简支吊车梁,提出满足工程设计的简单实用的小跨度连续吊车梁内力计算方法。     

考虑应力集中的吊车梁多轴疲劳寿命预测

钢结构吊车梁在工业建筑中被广泛应用,应力集中的存在导致几何不连续位置在复杂应力下服役.借助有限元法分析吊车梁应力-应变状态,确定危险点位置,并提取应力、应变分量;以应变能密度作为损伤参量并以最大平面为临界面,基于能量准则建立临界面位置数值计算方法,结合有限元结果给出吊车梁临界面位置;考虑吊车梁在非对称载荷下服役,借助Goodman方程进行平均应力修正,并结合Q355D钢近似S-N曲线计算疲劳寿命.该方法考虑了应力集中处多轴应力对疲劳损伤的影响,可以为复杂应力下几何不连续钢构件的疲劳寿命评估提供新方法.     

澜沧江高变幅水位码头结构型式和装卸工艺

介绍西部交通科技项目"澜沧江高变幅水位码头结构型式和装卸工艺研究"的背景、主要研究内容、关键技术的研究及取得的主要研究成果.研究提出了适合于澜沧江应用的码头结构型式和装卸工艺各3类.码头结构型式包括墩柱式梁板类结构、箱形桥吊结构和加筋土类结构,装卸工艺包括直立式固定吊工艺、桥吊工艺和移动简易吊工艺.部分研究成果已在依托工程-勐仑港(曼阁客货运码头)中得到应用.     

基于PLC的起重机主梁加工设备控制系统设计

针对起重机主梁的生产特点与加工方式,开发了一套基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)的起重机主梁加工设备控制系统。重点介绍了起重机主梁加工设备控制系统的硬件组成和控制系统软件设计以及加工流程,并根据工作流程进行各控制部分PLC程序编写。设计的起重机主梁加工系统实现了自动化生产,且可一次加工长度为6 m的单段起重机主梁,工作效率大为提高。验证结果表明,该系统性能稳定,可靠性高,具有工程实用价值。     

基于特征的门式起重机CAD方法

本文介绍了一种基于特征的门式起重机CAD设计方法。目前 ,CAD技术的发展趋势是集成化、智能化和标准化。本文根据这一发展趋势 ,采用现代工程分析中的有限元法 ,针对门式起重机不同部件的不同几何形状特征以及不同受力特征 ,采取了不同的单元划分方法 ,对门式起重机的空间结构进行了内力分析与计算。实现了单元划分的参数化。采用高级语言开发图形函数库 ,并在此基础上利用基于特征的图块集成法完成了工程图纸的参数化绘制。采用这种零部件集成的方法可以完成现有门式起重机的系列设计 ,系列更新及进行非标设计。     

CFRP加固钢结构吊车梁疲劳有限元分析及应用

钢结构吊车梁疲劳破坏是其未达到设计使用年限破坏的主要原因。文章提出"实体-桁架-壳元"有限元分析模型对吊车梁采用CFRP加固前、后的疲劳性能进行分析,发现粘贴CFRP可以有效地降低焊趾处的应力集中问题,明显改善吊车梁的疲劳性能,从而延长吊车梁的使用寿命。与传统的钢结构加固方法相比,吊车梁粘贴CFRP加固后其性能恢复非常显著。分析结果表明,所采用的有限元数值模型可以分析CFRP加固钢结构,对钢结构吊车梁应用CFRP加固的方法也为类似工程提供参考。     

多目标模糊优化方法及其在工程设计中应用

应用多目标模糊优化方法,以工程设计中桥式起重机箱形主梁设计为实例,建立了桥式起重机箱形主梁多目标模糊优化设计的数学模型,构造了模糊目标集,确定了多目标函数的模糊性和约束的模糊性,并应用最优水平截集法实现了模糊约束到实数论域上的集合转换,从而用遗传算法寻求到子目标函数在可行域空间的最优解和约束最优值.优化结果表明,在工程设计中应用多目标模糊优化方法是可行和有效的.     

移动载荷作用下起重机主梁损伤识别

作为桥式起重机上关键部件,主梁的安全性受到极大关注.以桥式起重机主梁为研究对象,对移动载荷作用下主梁裂纹损伤进行识别研究.首先建立主梁有限元模型,通过生死单元法杀死损伤单元模拟裂纹损伤,利用ANSYS瞬态动力分析法实现移动载荷加载,并将获得的主梁位移信号与解析解进行对比;然后对位移信号差分获取加速度信号,应用小波变换对主梁1/4、1/2、3/4位置的加速度信号进行分解,分析后选择包含损伤信息的高频部分小波系数构建损伤定位系数来实现损伤定位;最后利用损伤定位系数能量的对数构建损伤程度系数,结合模型匹配法,利用三次样条拟合建立损伤程度方程,识别损伤程度.该研究为起重机主梁移动载荷下的损伤识别提供重要理论参考.     

可测量潜在故障模式的特种设备可靠寿命预测

由于失效样本少,传统的可靠性分析方法并不适用于特种设备的寿命预测.根据产品研制阶段的实验数据和同类产品的相关历史记录确定可靠性评估的验前信息.结合小样本现场试验数据,应用Bayes方法融合产品的验前信息和现场信息,得到产品寿命的验后分布,进而建立产品可靠寿命的预测模型.以桥式起重机为例,针对具有可测量退化量的潜在故障模式——主梁下挠超标,推导了主梁两阶段可靠寿命的退化规律,得出了在给定可信度下主梁从下挠值为0至发生潜在故障和发生潜在故障后继续使用至发生功能故障的工作时间,进而为主梁的检测和维修提供理论基础.该研究对于缺乏大样本试验数据的特种设备的可靠寿命预测与风险预防具有借鉴意义.