基于有限元的桥式起重机主梁优化设计

【摘要】在我国的经济建设发展中,桥式起重机是必不可少的设备,而主梁是桥式起重机的主要承载部件。我国桥式起重机存在着金属结构尺寸较大、材料浪费的问题,将有限元法应用到桥式起重机主梁的分析研究中,可以有效降低生产成本。本文以16t桥式起重机箱型主梁为研究对象,基于有限元理论和参数化技术,实现了桥式起重机主梁的有限元分析和结构优化设计。论文的主要研究工作和贡献如下：(1)研究了主梁的具体结构,对主梁完成设计,进行了强度、刚度等全面的校核计算,应用PRO/E软件建立了主梁的参数化模型,参数化模型提升了设计效率,同时是优化设计的基础。(2)运用ANSYS对主梁进行了静力分析,获得了小车在不同工况下,主梁静态变形和应力分布规律,通过计算,得出最大应力为56.267MPa和132.16MPa,均小于许用应力,最大挠度分别为5.35mm和17.021mm,均小于许用挠度,结构设计安全。(3)当小车满载位于主梁跨中时,运用ANSYS对主梁进行模态分析和动态分析,得到了主梁的动特性。满载时最低阶自振频率为6.4736Hz,满足要求同时,起重机主梁结构的动态刚性较好；动态分析表明主梁结构具有较好的刚度,工作情况良好。(4)运用ANSYS优化模块,在保证主梁强度和刚度的前提下,以主梁质量最轻为目标,对起重机箱形主梁进行了优化,相比优化前质量减轻了24.5%。
【作者】赵俊佳；
【导师】朱洪前；
【作者基本信息】中南林业科技大学，森林工程，2014，硕士
【关键词】起重机主梁；有限元分析；优化设计；结构分析；参数化；

【参考文献】
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