基于ANSYS的塔机变截面臂架的优化设计

在塔机臂架设计中,为了充分发挥材料的性能,根据臂架结构各部分的受力情况,合理选择不同杆件的截面尺寸来减轻臂架自重.以往对塔机臂架的优化设计主要是针对等截面的臂架,有关变截面臂架的研究甚少.文中针对QTZ5010塔式起重机,利用有限元分析软件ANSYS对小车变幅塔式起重机的变截面（相邻两臂架节之间具有一定高度差）臂架进行优化分析,在满足强度、刚度、稳定性的条件下可使臂架的质量最轻.     

起重机伸缩臂最优截面形式的研究

利用ANSYS有限元分析软件的APDL语言进行二次开发,完成臂架参数化建模,分析不同截面参数的变化对臂架刚度、强度及稳定性的影响程度,确定了影响臂架结构整体性能的主要因素和相对次要因素,并对其截面尺寸进行优化．分别以臂架的刚度、强度及稳定性作为性能指标,对伸缩臂结构模型进行性能参数优化,得出不同条件下的最优截面形式．     

基于ANSYS Workbench的梨形截面伸缩吊臂轻量化设计

梨形截面伸缩吊臂具有当前最先进的截面形式,探讨其轻量化设计方法具有重要意义。在通用有限元软件ANSYS Workbench中建立梨形截面伸缩吊臂的参数化模型,在Static Structural模块完成梨形截面伸缩吊臂强度、刚度分析,利用Linear Buckling模块对梨形截面伸缩吊臂整体稳定性进行探讨。在此基础上,将吊臂强度、刚度及整体稳定性作为约束条件,构建以自重最轻为目标的优化设计模型。借助GDO模块响应面技术实现梨形截面伸缩吊臂的优化。这种轻量化设计方法对今后大吨位铁路起重机的设计具有实际的指导与借鉴作用。     

六边形伸缩臂结构的设计

随着制造起重机伸缩臂结构材料强度的不断提高,六边形截面形式由于其更有利于发挥材料这一特点,在轮式起重机的伸缩臂设计中越来越多地被采用。但在设计过程中,六边形截面尺寸和套接长度的确定大都是根据经验而定,无法保证结构参数的合理性。本文以截面各部分的安全储备一致为目标,探讨在不同套接长度条件下,截面主要参数的最优设置,最大限度地发挥材料性能,减轻伸缩臂的重量。1方法依据依据文献[1]中有关载荷、强度及局部稳定性的计算方法,以截面各部分的安全储备一致为目标,利用文献[2]中的程序设计语言编程进行计算。2结构分析臂架的结构…     

基于王莲叶脉分布的塔式起重机臂架结构仿生设计

为了使塔式起重机自身重量更轻,更易于安装和运输,以此降低生产和运行成本,引入了结构仿生设计思想。以QTZ40塔式起重机臂架结构为研究对象,利用结构仿生设计方法对塔式起重机臂架结构进行了仿生优化设计。经研究、分析发现王莲叶脉的构型符合黄金分割定律,依据相似性评价标准,确定王莲为臂架仿生原型,结合臂架拓扑优化结果和王莲构型规律,确定了臂架的仿生优化设计方案。利用APDL语言建立了臂架的有限元模型,接着利用ANSYS软件对臂架原结构和仿生结构分别进行静力学分析计算,结果显示,仿生模型较原模型减重11.41%,并且在强度、刚度等方面均取得了较好的优化效果。     

塔式起重机臂架装置的优化设计

阐述塔式起重机臂架装置的最优化设计的过程。采用现代设计方法中的优化设计方法,详细地和系统地讨论了臂架装置的优化设计模型的建立和最优解分析的过程。以塔式起重机臂架装置为研究对象,利用优化设计方法进行结构分析,并建立塔式起重机臂架装置的最优化数学模型。利用工程软件ANSYS对塔式起重机臂架装置的最优化数学模型进行分析并得到优化模型的最优解。研究表明:优化设计的分析为塔式起重机臂架装置的设计提供了便捷而有效的手段。     

履带式起重机组合臂架整体稳定性分析

履带式起重机组合臂架受倾覆稳定性约束多采用变截面臂,导致设计中臂架整体稳定性难以分析,提出基于惯性矩转换的等效转换法。以惯性矩转换为基础,将复杂变截面依次转换为阶梯柱并等效转换为梯形柱,使惯性矩按平方变化、截面按照直线变化,构建多阶梯柱—梯形柱等效转换模型。在C#平台的基础上开发参数化分析软件并应用于使用主臂+副臂组合方式的300 t履带式起重机整体稳定性分析,分析结果显示该型号起重机臂架安全裕度值在合理范围内。     

随车起重机伸缩臂截面多目标优化

为了提高某火箭炮弹药装填车随车起重机伸缩臂的结构刚度,减轻结构质量,建立了随车起重机伸缩臂参数化模型,并对伸缩臂在水平受载状态下进行仿真分析。以伸缩臂截面尺寸参数为设计变量,借助最优拉丁超立方试验设计建立样本空间,构造响应面多项式函数近似模型。在此基础上,利用NSGA-Ⅱ型遗传算法对伸缩臂自身重量、挠度进行多目标优化。优化结果表明:伸缩臂质量减轻了24.5%,减重效果明显。文中所采用的将参数化建模、有限元分析和数值寻优相结合的优化方法,可为起重机伸缩臂截面优化提供一定的参考。     

变截面臂架腰绳系统优化

重轻组合臂架是一种变截面大臂长臂架,此种臂架在起臂、作业工况时会产生较大挠度,减小挠度的有效方法之一是配有腰绳系统.由于其计算复杂性,提出了一种基于有限元优化设计方法.即首先利用等效惯性矩方法对臂架进行简化,再对简化后的模型进行建模,通过有限元分析软件,应用不同优化方法对腰绳系统的长度、连接位置进行优化迭代,得到优化结果,通过结果对比,得到适用于腰绳系统设计的优化方法.其方法可以指导腰绳系统设计,有效地减少了设计周期,为腰绳系统设计提供了一种便捷的途径.     

起重机臂架正向设计及发展趋势探讨

本文所研究的是一种塔式起重机臂架的正向设计方法。在设计过程中,把臂架看成一个与自身截面相等的结构,对其超静定进行求解,根据等强度原则限制了弦杆的约束条件,建立了相应的数学模型,然后通过有限元分析来优化求解。第一次优化得到臂架结构,第二次优化得到变截面结构,且材料的分布更加合理。最后以所得参数进行了某一型号塔式臂架的正向设计,并简要探讨了塔式起重机臂架的研究方向。