斗轮机上部机构与门座的有限元分析与优化设计

【摘要】斗轮堆取料机作为连续装卸机械的一种,主要用于各散货料场物料的堆放、挖取与匀料。作为典型的大型非标设备,其主要结构零部件设计是否合理关系到堆取料机是否能够安全平稳的运行。本文基于CAD设计与CAE优化技术,针对某企业新开发的一台DQL1000/2000.38.5型斗轮堆取料机,对其上部机构与门座进行了设计与优化分析。1、介绍了斗轮堆取料机的总体布局,并根据技术要求确定了其性能参数；详细阐述了上部机构与门座的结构组成。2、对上部机构的工况以及各工况下的载荷进行了详细的分析与计算；建立了上部机构基于ANSYS的有限元分析模型,完成了其在各工况受力状态下的有限元静力学分析,得到了上部机构整体及其组成部件在各工况下的位移与VonMises应力分布规律,并按照相应的评定规则,对其进行了刚度与强度校核；完成了上部机构在不同工况下重心位置与着地力的计算,并根据计算结果分析了斗轮堆取料机的稳定性；完成了门座在不同工况下的载荷计算,建立了门座基于ANSYS的有限元分析模型,完成了其在最恶劣工况下的有限元静力学分析,得到了门座的位移与VonMises应力分布规律,确定了门座钢结构的承载薄弱位置。3、阐述了模态分析的基本理论,利用ANSYS软件,建立了上部机构模态分析的有限元模型,得到了其前十阶固有频率与振型,通过对比激振频率与固有频率,验证了斗轮堆取料机不会发生共振。4、改进了门座承载薄弱位置的结构,并在此基础上建立了门座钢结构尺寸优化的数学模型,对其进行了尺寸优化设计,进一步改善了门座的承载能力；在结构优化的基础上建立了门座疲劳寿命的有限元分析模型,对其进行了疲劳寿命计算,所得结果表明改进结构后的门座满足疲劳强度设计要求。
【作者】张坤；
【导师】李新华；胡文辉；
【作者基本信息】中南林业科技大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】斗轮堆取料机；上部机构；门座；结构设计；有限元分析；尺寸优化；

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