大跨距双梁门式起重机桁架主梁的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件,对起重量75t＋75t、跨距为42m的双梁门式起重机桁架主梁进行了有限元分析,改进了最薄弱的地方,确定的主梁桁架结构满足了强度和刚度的设计要求。     

基于Hypermesh门式起重机优化主梁可行性仿真分析

针对某门式起重机主梁进行拓扑优化设计,得到主梁腹板材料分布的整体方案,并根据新方案详细设计了门式起重机主梁结构。然后对优化后的主梁结构进行了虚拟试验,分析表明基于拓扑优化设计的门式起重机主梁满足刚度和强度的设计要求。采用虚拟试验的研究方法,验证了优化设计方案的可行性,为门式起重机主梁的结构设计提供了一个高效的验证途径。     

基于ANSYS的起重机新型弧弦主梁力学分析

针对传统起重机在起吊重物时,由于主梁受力形式单一而导致集中应力、应变偏大的这一缺点。文章参照下承式拱桥的结构形式,对某双梁门式起重机中传统主梁的构进行改进,提出了一种新型弧弦主梁的结构设计。利用有限元软件ANSYS对其在危险工况下进行应变、应力分析。对比结构改进前后的分析结果,验证了新型弧弦主梁结构的静刚度、静强度均优于传统主梁结构。为今后门式起重机主梁结构的新型设计提供了参考。     

门式起重机主梁截面的比较与ANSYS分析

门式起重机的主梁作为主要承载构件对整机的自重影响非常大,在满足应力要求的条件下怎样通过改变主梁箱体与隔板、加劲板的布置形式来减少截面面积,进而减轻自重。笔者以一台门式起重机的半偏轨梁为例,运用ANSYS软件,对两种不同形式的主梁截面进行分析,进而得出该台门式起重机的优选主梁截面,也为类似起重机主梁截面的布置形式指明方向。     

45t轻量化门式起重机的优化及局部屈曲研究

针对传统计算方法具有局限性,采用Ansys有限元软件对轻量化门式起重机进行不同工况下静力学分析,得到门式起重机在不同工况下的应力和挠度,从而判断门式起重机是否满足静强度与静刚度的要求。为了得到轻量化目的,将门式起重机主梁腹板和翼缘板变薄,有可能会造成主梁发生局部失稳。通过使用有限元方法对主梁进行线性屈曲和非线性屈曲分析,得到主梁局部失稳的临界载荷和临界应力,为判断主梁是否失稳提供依据,也为解决计算局部稳定性这一难题提供参考和可借鉴的方法。     

63T双梁门式起重机整机结构有限元分析

以63t+32/5t、30 m双梁门式起重机为研究对象,根据双梁门式起重机的结构特点及尺寸参数,利用ANSYS Workbench中DM建模,并进行有限元分析。在两小车位于主梁跨中和端部工况下,对整机进行静力学分析,得出相应的位移变形云图、等效应力云图。结果表明,该门式起重机结构的静强度、静刚度均满足起重机设计规范要求,且主梁跨中刚度还有较大优化空间,为后续主梁的优化提供理论基础。     

蒙皮结构的起重机主梁轻量化研究

借鉴飞机与轻钢结构房屋屋面中的蒙皮结构,提出一种基于蒙皮效应的新型门式起重机结构。起重机蒙皮结构是在空间构架的纵、横肋上蒙上一层金属板,形成共同作用体系,蒙皮可承受面内拉、压和剪应力,它相当于连续分布的支撑,起到空间受力的效果。以常用箱型结构起重机主梁和蒙皮结构箱型起重机主梁为例,运用有限元分析软件ANSYS对两种不同形式的主梁结构性能进行分析,得出结论,从而为起重机主梁结构轻量化研究提供理论依据和数据支持。     

基于能量法刚接支腿门式起重机挠度预测的研究

门式起重机承受额定载荷时主梁跨中的下挠值是门式起重机整机试验的最重要检测指标。对于大吨位门式起重机整机实验时,实验砝码现场准备十分困难,甚至无法进行整机实验检验。针对门架结构考虑了支腿弯矩对主梁挠度影响的情况,推导出集中载荷在主梁跨中处作用时的挠曲线方程。通过分别测量三次小载荷在跨中处作用的主梁下挠值,求得门架结构主梁挠曲线方程系数,从而预测大吨位门式起重机额定载荷时主梁的下挠度。三次小载荷实验法为预测大吨位门架结构主梁挠度提供了实用有效的方法。     

大吨位铰接支腿门式起重机挠度的预测

门式起重机承受额定载荷时主梁跨中的下挠值是门式起重机整机试验的最重要检测指标。对于大吨位门式起重机整机实验时,实验砝码现场准备往往十分困难,甚至无法进行整机实验检验。针对铰接式门架结构,考虑支腿弯矩对主梁挠度的影响,推导出集中载荷在主梁跨中处作用时的挠曲线方程。通过分别测量三次小载荷在跨中处作用的主梁下挠值,求得门架结构主梁挠曲线方程系数,从而预测大吨位铰接式门式起重机额定载荷时主梁的下挠度。三次小载荷实验法为预测大吨位门架结构主梁挠度提供了实用有效的方法。     

同跨距、不同起升重量门式起重机金属结构快速轻量化设计

为实现跨距相同、起升重量不同的系列门式起重机金属结构快速轻量化设计,在对门式起重机进行全参数化建模和求解分析的基础上,对门式起重机主梁、上下端梁及支腿的截面尺寸和厚度等设计变量做灵敏度分析,得出主梁的截面尺寸及厚度对整机金属结构的重量影响最大,主梁和上端梁的截面尺寸对起重机悬臂刚度影响最大。以门式起重机重要截面尺寸结合灵敏度分析结果选取关键设计变量,同时结合零阶优化算法对整机金属结构进行系列化设计,在满足设计要求下重量比优化前减轻了11.1%。     

装载机焊接接头的疲劳强度及焊缝尺寸的影响

装载机的工作装置主要为焊接结构，本文根据某新型国产装载工作装置的实际结构，模拟简化了七种焊接接头，试验研究了这些接头的疲劳强度，给出了不同接头的１０条Ｓ－Ｎ曲线，同时还就焊脚尺寸对不同载荷形式下十字接头及丁字接产砂疲劳强度的影响进行了研究，对不同载荷形式临界焊脚尺寸的大小进行了讨论；并根据试验所得Ｓ－Ｎ曲线及国产装载机动臂的实际载荷谱，对三种机型动臂的疲劳寿命进行了估算，估算结果有力地支持了国产新     

在超塑性压缩状态下矩形断面条料的变形力计算

本文利用超塑性力学方程式S (ij)=2/3K（ε e）{sup}(m-1)ε (ij)对矩形断面条料在超塑性压缩状态下,采用主应力法与能量方程进行推导,得到变形力计算的理论公式。近拟地估计Zn－22%Al合金在250℃下的单位平均压力P (avc),与经验数值基本接近。     

在金属超塑性状态下用工程计算法计算反挤压时变形力

本文采用工程计算法（即主应力法）对金属超塑性状态下反挤压时变形力进行推导,得到其单位平均压力,对锌铝共析合金作了计算,与试验所得值接近。可作为近似地变形力估算来参考采用。     

采煤机含间隙行走机构驱动速度对滚筒随机载荷的影响

为了研究牵引速度对采煤机滚筒工作载荷的影响,建立截割部与牵引部相互耦合的动力学系统模型,并考虑截割阻抗为随机量,服从正态分布,运用数值仿真的方法对其求解,并对结果运用数理统计方法得出采煤机滚筒三向力的均值及标准差;研究结果表明,滚筒三向力的均值和方差随着初始牵引速度的增加呈递增趋势,最后经仿真值与实验测量值对比,验证了模型的准确性。     

薄壁构件的长度对抗撞性影响的研究

基于显式有限元技术,采用响应面法,以结构的比吸能为优化函数,以提高吸能原件的抗撞性为目的,研究正方形截面金属薄壁构件的长度对抗撞性的影响;经过数值分析,得出正方形截面薄壁构件的比吸能关于构件长度和截面边长的变化规律,这些规律可以用于实际吸能原件的设计,并为进一步研究奠定基础.     

采煤机端盘截齿载荷特性研究

为研究采煤机端盘截齿的载荷特性,以MG500型采煤机滚筒为研究对象,采用非线性动力学仿真软件LSDYNA建立采煤机螺旋滚筒与被截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了斜切工况下端盘截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明:斜切进割过程中,端盘截齿截割阻力和滚筒截割阻力矩随端盘截齿圆周切向安装角的增大而减小,随端盘截齿截距的增大而增大;滚筒截割阻力矩的特征值均随圆周切向安装角的增加其减小的趋势随之减缓,随截距的增大其增加的趋势也随之增强;为使滚筒拥有良好的截割性能,端盘截齿宜选用较大的圆周切向安装角和较小的截距。     

飞机结构紧固件柔度计算公式研究

紧固件柔度是飞机连接部位疲劳寿命的重要影响因素,常常作为飞机结构疲劳寿命分析的主要参数。通过材料力学和弹性力学理论对紧固件的柔度计算公式进行了推导,根据计算过程中的假设和各种不确定因素,提取出了柔度计算公式中的待定系数,然后利用有限元软件计算出的不同材料和尺寸柔度值对柔度计算公式进行修正,确定其待定系数,最后再利用紧固件柔度的试验值对有限元修正公式进行试验修正,得到更合理和准确的柔度计算公式。     

基于Pareto前沿的单晶Si放电加工工艺参数优化

针对电火花加工复杂、时变、多参数的特点,在单晶硅Si放电成型加工可行性的基础上,对材料去除率和表面粗糙度等工艺目标进行综合评价。采用中心组合设计实验综合考察峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔对P型单晶Si放电成型加工过程中材料去除率以及表面粗糙度的影响程度,通过响应曲面法分别获得材料去除率和表面粗糙度的二次响应模型,方差分析结果表明模型具有很好的拟合程度和适应性。以提高材料去除率和降低表面粗糙度为目标建立工艺参数优化模型,设计遗传算法对优化问题进行求解并得到Pareto最优解集。实验结果表明,料去除率的实验结果与优化预测结果平均相对误差为5.8%,表面粗糙度的实验结果与优化预测结果平均相对误差为5.3%。表明该算法能有效快速的实现P型单晶Si放电成型加工过程的工艺参数优化。     

直缝焊管成型机组的力能参数研究

本文根据弹塑性弯曲变形的原理,分析了各直缝焊管成型机座的变形过程,从而提出了确定其力能参数的计算方法。又根据无限长管局部均布受压的物理模型,导出按定经量及弹复量确定钢管定径尺寸以及万能参数的计算方法。最后,按静负载和动负载,并参考电动机控制系统的完善情况,确定所选电动机的功率。带钢弯曲成型和定径是生产电焊钢管的主要工序。认识和了解网管弯曲成型的过程及其力能参数计算,对于进行电焊钢管成型机组的设备设地和挖掘生产潜力,有一定的现实意义。然而国内外在这方面的研究甚少,致使我们在设计时,深感资料缺乏。已查到的各种成型力计算,其计算结果相互间差距很大,难于以之作为根据。作者在国内外学者所进行的基本理论分析基础上,提出了直缝管成型机组力能参数计算方法,并进行了大量实验研究,确认两者之间是相当符合的。下面是我们的研究结果。