一、铁路救援起重机箱形伸缩臂的优化设计(论文文献综述)
张清哲[1](2020)在《矿井救援提升车吊臂挠度变形与平顺提升方法研究》文中研究说明矿难发生后,钻井垂直救援技术能够进行有效、可靠的救援,矿井救援提升车作为救援的提升设备,依靠灵活的机动性能能够及时赶往矿难发生地点,环境适应性强。但是在救援提升过程中,吊臂的变形会造成救援舱的偏摆,存在安全问题。为保证提升平顺性,提高救援效率,本文对吊臂的变形与救援舱的消摆控制方法进行了研究。本文在分析矿井救援提升车吊臂受力变形的基础上,提出了采用变幅补偿控制方法对救援舱的摆动量进行控制,建立提升系统刚柔耦合动力学模型,对比分析了变幅补偿前后救援舱的摆动特性。采用微分方程法分析得出了吊臂非线性变形公式;建立了吊臂三维模型,基于Workbench软件对吊臂变形规律进行了仿真研究;针对提升平顺性问题,分析了变幅机构的三铰点结构,研究了基于变幅液压缸伸缩控制的变幅补偿方法;建立了矿井救援提升车提升系统虚拟样机,基于ADAMS/Cable模块创建了钢丝绳模型,采用刚柔耦合动力学仿真方法,分析提升过程中救援舱在水平方向的位移,对本文所采用的补偿控制方法的可行性进行验证。研究结果表明:对不同工况,吊臂的挠度变形表达式与有限元方法计算结果对比分析,平均相对误差为2.79%;通过变幅补偿控制方法,提升舱工况前后的工作幅度差值都在1mm以内;通过刚柔耦合动力学仿真分析,采用变幅补偿控制方法后,救援舱在Y方向的摆动幅度缩减到14mm,在X方向的摆动幅度缩减到13mm,救援舱的摆动得到了有效控制,摆动幅度低于救援井与救援舱的水平间隙,满足提升要求。
胡兵[2](2020)在《折臂式随车起重机转台拓扑优化与减振研究》文中认为折臂式随车起重机是将货物装、卸及运输功能集于一体的专用起重设备。转台和臂架是随车起重机执行作业的工作机构,其机械性能和动态特性是决定性能强弱的核心因素。本文以湖南双达机电责任有限公司生产的SZD422折臂式随车起重机为研究对象,利用Proe软件和ADAMS软件建立折臂式随车起重机整车的三维模型和运动学模型,对运动学模型进行受力分析,结合静力学分析与拓扑优化方法对工作机构开展轻量化研究,最后,通过正交设计方法对起重机进行减振研究。本文主要研究内容如下:(1)将Proe中建立的三维模型导入ADAMS中,分析起重机转台及臂架在典型工况下的动态特性及受力情况。根据经典力学理论,计算出典型工况下各转动位置的最大受力,与运动学分析结果对比,验证运动学模型的正确性。(2)利用ANSYS软件对转台、动臂和伸缩臂分别建立有限元模型,应用六面体网格划分方法完成网格划分,以运动学分析结果中各位置的最大受力为载荷输入条件,计算结构的应力及位移分布。对转台及臂架开展应力测试试验,对比测试值与计算值,结果表明,有限元分析结果是可信的。(3)利用拓扑优化方法对转台进行结构优化。通过变密度法建立转台结构的拓扑优化模型,以转台重量最小为目标函数、以结构应力上限值为约束条件得到转台的拓扑构型。基于拓扑优化结果提取转台的结构设计模型,考虑制造工艺和装配关系等,确定转台优化方案。(4)最后,针对起重机在作业过程中存在的振动问题,以变幅油缸和伸缩油缸速度为研究对象、臂头位置的吊钩加速度为优化目标。利用单因素分析与正交优化方法大幅降低了起重机在吊装过程中的振动,为液压控制的设计提供理论依据。
卢仲明[3](2019)在《混凝土湿喷机组伸缩强度性能分析》文中进行了进一步梳理喷射混凝土支护是隧道与地下工程新奥法技术体系的三大支柱之一,它以简便的工艺、及时的支护及较低的成本而得到广泛应用。喷射混凝土把按照一定比例拌和好的混凝土拌合料放入到湿喷机料斗,湿喷机沿管道将拌合料输送至喷嘴,依靠压缩空气在喷嘴形成高速射流,同时添加速凝剂,通过浆体射流填充和集料撞击挤压密实而形成的特种混凝土。喷射工艺有干喷、潮喷、湿喷三种,湿喷工艺具有降低粉尘、减少回弹、保障品质等技术经济优势,因此得到广泛推广应用。随着社会发展与技术进步,喷射混凝土已基本实现机械化施工。喷射混凝土机械化施工的关键设备是湿喷机组,臂架是湿喷机组的关键部件,结构合理与否直接影响到机组工作性能发挥和末端作业(喷嘴轨迹)的准确性。由于湿喷机组工作环境十分复杂,臂架又是典型的多输入、多输出、高度非线性、刚度耦合的复杂多体系统,臂架动力学响应特性在一定程度上制约了整机性能的发挥,所以研究具有现实意义。通过研究发现造成结构失效的主要原因为疲劳失效。当机构在突然加速、减速或者回转的时候,就会产生瞬态的冲击载荷,机构的振动不可避免,而此时应变幅和应力幅也会相应的出现,如果应变幅以及应力幅会超过一定的界限就会使机构发生疲劳失效。为了研究机构在这一瞬间的动力学性能,Rayleigh阻尼系数是必须要知道的,它的频率范围通过模态分析来得到,进而对它进行了相应的计算,并讨论了机构振动受到的此时频率范围的影响。在分析了结构的瞬态动力学之后,受到冲击载荷的结构的振动响应随之得出,并把它当做载荷谱利用FE-SAFE这一疲劳分析软件计算了结构的疲劳寿命。经过分析所得出的疲劳寿命的结构我们可以发现:所选择的计算方法不同,平均应力修正方法不同,得出的疲劳寿命因此而不同,所以我们选择的时候要考虑到公式的应用,这样才能得到合理的结构。在研究了结构的疲劳寿命在阻尼比的影响后,我们发现在对数坐标系下,疲劳寿命与阻尼比之间存在一定的线性关系。当结构存在有初始裂纹的情况下,此时我们通常采用损伤容限法来计算结构的疲劳寿命。参考与之相关的一些手册和资料之后,可以得到应力强度因子和断裂韧度值的表达式,再通过帕里斯公式的运用,可以计算出在有了初始裂纹的情况下,在交变载荷作用之下的伸缩臂上盖板的疲劳寿命。
程远禄[4](2019)在《QY80型汽车起重机吊臂有限元分析与模糊优化设计》文中进行了进一步梳理汽车起重机以较大的作业范围、良好的机动性和较好的稳定性等优点,被广泛的应用于市政、工厂、港口、建筑工地、仓库、车站、矿山、电站等多个领域。国内和“一带一路”大型基础建设的快速发展,需要我国汽车起重机技术相应的迅速提高安全性、起重能力、机动性、稳定性等性能及自动化程度。吊臂作为汽车起重机中负责起吊和搬运的主要工作部位,承受着起重机的各种外载荷,且耗钢量大,其结构设计的优劣,将直接影响到汽车起重机的整机性能和生产成本。本文以QY80型汽车起重机的吊臂作为研究对象,进行工作性能的研究和模糊优化设计,具体研究流程包括:首先,在深入调研的基础上,分析汽车起重机领域的研究现状和发展趋势,从而确定了论文的研究内容、步骤和方法。介绍了吊臂的结构、横截面形状特点以及伸缩工作原理,对其进行了载荷以及受力分析,理论推导出吊臂在作业过程中的受力计算公式。其次,在SolidWorks中对吊臂进行三维建模,应用ANSYS workbench协同仿真平台,对其在全伸臂工况下进行有限元静力学分析,得出吊臂的刚度和强度。为了验证模型建立、处理的准确性和有限元分析方法的可行性,对吊臂进行了强度试验研究。最后,通过屈曲和模态分析验证吊臂的安全性和稳定性,在此基础上,以吊臂自重最轻为优化目标,吊臂截面尺寸参数为设计变量,考虑几何参数、强度、刚度和局部稳定性等约束条件的模糊性,建立QY80型汽车起重机吊臂的非对称模糊优化模型,采用最优水平截集法对模型进行求解,完成了吊臂的模糊优化设计。
熊刚[5](2016)在《基于结构完整性理论的桥(门)式起重机箱形梁结构安全评定方法研究》文中研究表明起重运输机械作为现代工业生产中不可或缺的机械装备,在物料装卸、搬运、生产、救援和维护等领域应用广泛。随着我国社会经济进一步发展,服役起重机特别是老龄化起重机数量逐年增加。一方面,随着起重机服役年龄的增长,结构性能退化和承载能力降低,起重机可靠性和安全性无法得到保证,其结构破坏往往都会带来较大的财产损失和人身伤害;另一方面,在起重机行业和国家层面,目前我国还缺乏一套针对起重机结构安全评定的统一标准,质检部门在对起重机进行报废和维护评估时,如果漏掉某些关键项目就可能导致安全事故发生。如果评估过于保守,就会导致起重机提前退役或报废,造成经济损失和资源浪费。因此,从结构安全和经济利益的角度出发,探索一套科学合理且真正适用于含缺陷起重机结构安全评定的流程和方法,具有重要的工程价值和现实意义。箱形梁作为桥(门)式起重机典型机械承载结构,其主要的破坏形式为疲劳断裂。由于材料和焊接等因素影响,结构中不可避免存在微缺陷和微裂纹,这些缺陷和裂纹在工作载荷作用下,逐步扩展而影响结构强度,最终成为潜在的安全隐患,在实际生产中,因结构疲劳而引发的断裂事故时有发生。论文以某铁路局36t集装箱门式起重机为研究对象,以强度理论、疲劳损伤、断裂理论和可靠性理论等为基础,结合英国标BS7910《金属结构中缺陷验收评定方法导则》,采用理论分析和有限元模拟等手段,从含缺陷起重机箱形梁结构强度退化机理、断裂控制参数和疲劳寿命预测等方面展开研究,探索适用于桥(门)式起重机结构安全评定的方法和流程。本文主要工作包括:(1)分析服役箱形梁结构的裂纹缺陷种类、萌生位置和扩展机理等规律,并结合桥(门)式起重机金属结构的工作背景,总结出其焊接箱形梁结构的性能特点、易存在的问题以及其缺陷形状、尺寸参数的工程表征规则。(2)采用二级常规断裂评定方法,对某集装箱门式起重机箱形梁裂纹缺陷进行了断裂评定研究。通过建立标准裂纹模型,确定评定参数,进行评定计算,并绘制出失效评定图,探索适用于起重机金属结构断裂安全评定的流程和方法。(3)分别采用一阶段和两阶段的裂纹扩展准则,推导出在随机载荷作用下箱形梁结构的临界裂纹尺寸,以及该结构分别在不同裂纹初始参数、不同裂纹位置和不同裂纹扩展规律下裂纹的扩展寿命,并进行比较和分析,探索适用于起重机金属结构疲劳安全评定的流程和方法。(4)结合集装箱门式起重机实际裂纹扩展机理和整机的有限元结果,通过建立箱形梁参数化的裂纹子模型,对含缺陷箱形梁结构进行有限元仿真分析,得到箱形梁下盖板从中心裂纹扩展至边裂纹情况下的应力分布情况;推算出典型工况下裂纹尖端应力强度因子的理论值和有限元值,进行比较分析;同时研究了裂纹尺寸参数、主腹板厚度和下盖板厚度等对裂纹尖端应力强度因子的影响规律。
倘广垒[6](2015)在《随车起重机承重结构关键件研究》文中提出随着起重机设计技术的发展,伸缩臂结构在随车起重机上的应用也越来越广泛,特别是在重型随车起重机上,箱形伸缩式起重臂已经表现出很大的发展前途。而伸缩臂、滑块以及油缸作为随车起重机的主要承重结构部件,其设计的合理性,将对整机的起重性能有着直接的影响。本文以广东省韶关市起重机厂有限责任公司生产的SQ3200ZB6重型随车起重机为研究对象,结合其载荷试验的测试结果,重点对承重结构关键件(伸缩臂、滑块、油缸)进行研究,探索合理的承重结构关键件的设计方法与分析思路,为系列产品的开发提供借鉴与参考。首先,以伸缩臂截面参数为设计变量、以结构强度为约束条件、以伸缩臂的质量和变形量为优化目标,采用近似模型与遗传算法相结合的优化方法进行多目标结构优化设计,并在优化过程中探讨设计变量对目标变量的影响。结果表明多目标优化不仅能够获得截面参数的最优解集,而且提高了截面设计的灵活性。其次,基于正交试验设计方法对滑块接触应力的影响因素进行敏感性分析,确定因素的主次,并对影响因素的最优组合方案进行验证,以改善滑块接触应力分布。敏感性分析结果表明滑块材料与滑块宽度尺寸对接触区域滑块应力影响最大;通过对因素进行整体分析,避免了单因素分析法的不足,同时对各影响因素有更加全面的理解。最后,结合实际受力情况,对承受轴向支撑载荷的伸缩臂驱动油缸分别进行稳定性分析及强度分析。并在此基础上就初始变形对油缸稳定性的影响进行探讨分析,提出相应的建议和解决办法,为提高随车起重机伸缩臂驱动油缸的稳定性提供参考。
王卫辉,刘涛,袁仁武,鹿飞[7](2014)在《基于改进NSGA-Ⅱ算法的箱形伸缩臂多目标优化设计》文中研究表明从初始群体产生及交叉算子两个方面对带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,对伸缩臂进行应力及挠度变形分析,得出应力及应变云图,以确保伸缩臂强度、刚度满足要求。以伸缩臂截面几何参数为设计变量,伸缩臂稳定性及自重为优化目标,利用i SIGHT软件将改进的NSGA-Ⅱ算法与Ansys有限元分析集成,以QY20汽车起重机伸缩臂为例,对起重机箱形伸缩臂进行多目标优化设计,得出Pareto前沿解,并与优化前的截面参数进行对比,验证了该算法的可行性。
温保乐[8](2014)在《大吨位双回转铁路救援起重机三节伸缩臂截面优化研究》文中研究表明起重机如今向着大吨位和大起升高度的趋势发展,吊臂作为铁路救援起重机的主要受力构件,其设计合理与否,直接影响着整机的起重性能。本文基于多软件对大吨位(160t)双回转铁路救援起重机三节伸缩臂进行优化研究,采用OptiStruct对伸缩臂截面进行拓扑优化概念设计,基于Workbench进行几何建模、有限元分析及尺寸优化。主要内容如下:(1)阐述了国内外铁路起重机的研究现状及发展趋势,对比介绍了几种常见的吊臂截面型式。根据起重机伸缩臂的工作要求,进行了伸缩臂的总体方案设计及其相关计算,为其优化研究提供依据。(2)基于Solidworks建模、Hypermesh划分网格及OptiStruct拓扑优化,逐步分析优化得到三节伸缩臂的较理想的大圆角矩形截面。过程中采用启发式算法推导了最小柔度下的拓扑优化问题,以体积分数为约束,将最小柔度作为优化目标,以矩形截面为初始截面,取三节臂头部危险截面附近失稳半波段建立拓扑优化模型,基于SIMP方法逐步进行拓扑优化。研究表明:参数的合理设置是获得理想的拓扑结果的关键,体积分数取0.35、单元尺寸取25mm较理想;不同载荷作用于伸缩臂的主要承载位置不同,弯矩主要作用于伸缩臂的上下翼缘板,轴向力主要作用于伸缩臂四周环形区域上。拓扑优化得到的大圆角矩形截面,适合于大吨位铁路起重机伸缩臂,证明了将拓扑优化技术应用到起重机三节伸缩臂的截面优化概念设计是可行的,为起重机结构优化设计提供了新思路。(3)采用大圆角矩形截面型式,对各节臂进行截面尺寸设计,计算三节伸缩臂在变幅平面及旋转平面内的载荷,基于Workbench进行几何建模及有限元分析,计算及校核各节臂的强度、刚度及整体稳定性,并对比分析了大圆角矩形截面与矩形截面在同等条件下的力学性能。研究表明:大圆角矩形截面的设计合理可行,其力学性能优于传统的矩形截面,各节臂所受应力有较大富余,伸缩臂结构可进一步优化。(4)以三节伸缩臂各节臂上、下翼缘板及两侧腹板的板厚为设计变量,设置最大应力与总体最大变形的约束条件,将伸缩臂整体质量最轻作为优化目标,进行尺寸优化。优化过程中探讨了各节臂板厚对轻量化设计的影响以及对最大应力、最大变形的灵敏度。优化后的三节伸缩臂各板厚明显减小,结构满足设计要求,很好的实现了优化目标。
申士林[9](2013)在《类椭圆截面伸缩臂接触非线性探析及结构轻量化技术研究》文中提出当前,铁路起重机已经成为保证铁路畅通不可或缺的重要装备,作为铁路起重机的主要承载构件,伸缩臂的设计合理与否,直接影响起重机的承载能力、整机实用性和安全可靠性。本文以1700t·m大吨位双回转铁路救援起重机为研究对象,探析了伸缩臂与滑块三维摩擦接触非线性机理,并对伸缩臂结构轻量化技术进行了研究。主要内容如下:(1)基于ANSYS Workbench协同仿真平台,完成了一种新型非对称类椭圆截面伸缩臂的参数化建模、有限元分析和基于响应面法的MOGAi(多目标遗传算法)的轻量化设计。分析了常用的试验设计(DOE)方法、响应面的构建以及基于响应面法的优化算法,并深入研究了各输入与输出参数的相关性。研究表明:各节臂翼缘板厚对其应力影响很大,腹板高度和间距对伸缩臂整体应力影响最大。优化后的伸缩臂自重降低了21.09%,轻量化设计颇有成效,为今后大型工程机械结构优化设计提供了新的思路。(2)面对高度非线性的一种新型对称类椭圆截面伸缩臂优化模型,利用正交试验法获取样本,研究了基于7种不同训练算法下的BP神经网络对拟合效果的影响。与启发式算法相比,采用数值优化算法能获得更快的收敛速度和更高的网络精度,其中,Levenberg-Marquardt算法的优势更加突出。最后选取罚函数法处理约束条件以实现全局搜索,利用LM-BP网络、遗传算法对伸缩臂进行寻优,伸缩臂自重降低了17.92%,大大提高了设计时效性,为解决工程实际中高度复杂的非线性优化问题提供了参考。(3)指出了伸缩臂局部应力的传统解法之不足,概述了求解接触问题的数值方法。创造性地提出考虑伸缩油缸的支撑作用,并正确定义了油缸与伸缩臂之间的约束关系。借助专业非线性分析软件ABAQUS,成功建立了伸缩臂与滑块三维摩擦接触模型,真实地反映伸缩臂实际工作状态;探明了伸缩臂与滑块接触区域附近的应力响应情况。研究表明:伸缩油缸承受了大部分的轴向力,且存在较大转动;本文中滑块与伸缩臂典型接触区域相对摩擦滑动约10mm,释放接触面上的节点自由度更加符合实际。(4)对比分析了不同截面形式下伸缩臂与滑块接触处应力响应情况。研究发现:复杂的边界条件使伸缩臂与滑块接触处应力分布极度不均;在滑块边线或者尖角附近,应力集中现象严重,容易产生摩擦磨损,在滑块棱角处制造圆角可以提高其使用寿命,合适的滑块宽度有利于增强滑块承载能力,而增加滑块长度很难降低局部应力;与多边形截面伸缩臂相比,类椭圆截面伸缩臂滑块处应力分布更加均匀,有利于改善接触区域受力环境,提高伸缩臂的局部稳定性。
杨帆,于兰峰,里超,曹晔,钱佳敏[10](2011)在《铁路起重机箱型伸缩臂设计的多目标模糊优化模型》文中研究表明以N1002G型铁路起重机箱形伸缩臂设计为例,以箱形伸缩臂的截面几何参数为设计变量,以箱形伸缩臂的结构重量、整体稳定性这2个相互制约的要求为目标函数,以强度、刚度、局部稳定性和几何限制为模糊约束条件,建立铁路起重机箱形伸缩臂设计的多目标模糊优化模型。应用最优水平截集法,将该多目标模糊优化模型转化为多目标普通优化模型,并应用遗传算法NSGA-Ⅱ求解。实例验证表明:采用建立的模型和求解算法,可以得到目标空间下的Pareto解;结构重量和整体稳定性是此消彼长的关系,设计者可以根据需要,选择合适的结构重量和整体稳定性作为设计方案。
二、铁路救援起重机箱形伸缩臂的优化设计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铁路救援起重机箱形伸缩臂的优化设计(论文提纲范文)
(1)矿井救援提升车吊臂挠度变形与平顺提升方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外发展现状 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 存在的主要问题 |
1.3.2 主要研究内容 |
第二章 矿井救援提升车吊臂变形特性研究 |
2.1 矿井应急救援提升过程 |
2.2 提升舱工况吊臂挠度变形分析 |
2.3 吊臂系统计算模型 |
2.4 基于二阶理论的吊臂末端挠度分析 |
2.4.1 吊臂底部转动刚度分析 |
2.4.2 吊臂末端挠度变形分析 |
2.5 基于有限元方法挠度表达式的验证 |
2.5.1 吊臂模型的建立与仿真前处理 |
2.5.2 吊臂挠度变形的验证 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于变幅液压缸补偿控制的平顺提升方法研究 |
3.1 提升平顺性分析 |
3.1.1 提升舱工况工作幅度分析 |
3.1.2 提升舱工况工作幅度补偿 |
3.1.3 提升过程工作幅度补偿 |
3.2 提升舱工况变幅液压缸伸缩控制研究 |
3.2.1 提升舱工况工作幅度计算分析 |
3.2.2 吊臂变幅角度的补偿分析 |
3.2.3 变幅液压缸伸缩补偿量的分析 |
3.3 提升过程变幅液压缸伸缩控制研究 |
3.4 基于变幅补偿控制的案例分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 矿井救援提升车提升系统虚拟样机的建立与仿真分析 |
4.1 提升系统虚拟样机建模基础理论 |
4.1.1 多体动力学方程 |
4.1.2 多体动力学求解 |
4.2 提升系统钢丝绳模型的建立 |
4.2.1 常用的钢丝绳建模方法 |
4.2.2 基于ADAMS/Cable模块创建钢丝绳模型 |
4.3 矿井救援提升车提升系统虚拟样机建模 |
4.3.1 提升系统模型的建立与转换 |
4.3.2 提升系统动力学模型的验证 |
4.4 矿井救援提升车提升系统刚体动力学仿真 |
4.4.1 动力学模型仿真控制参数设置 |
4.4.2 仿真结果分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 矿井救援提升车提升系统刚柔耦合动力学仿真分析 |
5.1 柔性体吊臂模型的建立 |
5.1.1 柔性体吊臂外接点的设定 |
5.1.2 柔性体吊臂模态中性文件的生成 |
5.2 矿井救援提升车提升系统刚柔耦合仿真分析 |
5.3 刚柔耦合动力学和刚体动力学仿真分析对比 |
5.4 基于变幅补偿的矿井救援提升车提升平顺性的实现 |
5.4.1 吊臂动态特性分析 |
5.4.2 基于变幅补偿控制的提升系统仿真分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(2)折臂式随车起重机转台拓扑优化与减振研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 起重机结构优化研究现状 |
1.2.2 起重机转台结构优化研究现状 |
1.2.3 起重机减振研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
第二章 运动学分析与仿真 |
2.1 三维建模与参数介绍 |
2.1.1 起重机基本参数 |
2.1.2 三维模型 |
2.2 ADAMS软件简介 |
2.3 运动学建模 |
2.3.1 导入模型 |
2.3.2 定义材料属性 |
2.3.3 定义模型约束 |
2.3.4 定义模型驱动 |
2.3.5 定义模型载荷 |
2.3.6 模型验证 |
2.4 运动学仿真 |
2.5 运动学仿真结果分析 |
2.5.1 转台仿真结果 |
2.5.2 动臂仿真结果 |
2.5.3 伸缩臂仿真结果 |
2.6 运动学仿真结果验证 |
2.7 本章小结 |
第三章 静力学建模与仿真 |
3.1 吊机结构 |
3.2 有限元模型 |
3.2.1 几何模型 |
3.2.2 材料属性 |
3.2.3 单元类型 |
3.2.4 网格划分 |
3.2.5 连接方式 |
3.2.6 约束与载荷 |
3.3 仿真结果分析 |
3.3.1 转台结果分析 |
3.3.2 动臂结果分析 |
3.3.3 伸缩臂结果分析 |
3.4 应力试验 |
3.4.1 试验方案 |
3.4.1.1 测试原理 |
3.4.1.2 测试方案 |
3.4.2 测点的选择及说明 |
3.5 试验结果与仿真结果对比分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 转台拓扑优化 |
4.1 拓扑优化简介 |
4.1.1 拓扑优化理论 |
4.1.2 拓扑优化模型 |
4.2 拓扑优化流程 |
4.2.1 设计变量 |
4.2.2 目标函数 |
4.2.3 约束条件 |
4.2.4 载荷及边界条件 |
4.3 优化分析 |
4.3.1 结果分析 |
4.3.2 结构改进 |
4.3.3 结果验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 油缸速度正交试验优化设计 |
5.1 单因素试验 |
5.1.1 变幅1油缸速度 |
5.1.2 变幅2油缸速度 |
5.1.3 伸缩1油缸速度 |
5.1.4 伸缩2油缸速度 |
5.2 正交试验优化设计 |
5.2.1 正交试验优化设计理论及实施步骤 |
5.2.1.1 极差分析法 |
5.2.1.2 方差分析法 |
5.2.2 SPSS应用于正交设计和结果分析 |
5.2.2.1 SPSS设计正交试验 |
5.2.2.2 SPSS分析正交试验结果 |
5.2.3 因素水平和正交表 |
5.3 正交试验结果及分析 |
5.3.1 正交试验结果分析 |
5.3.1.1 极差分析 |
5.3.1.2 方差分析 |
5.4 最优组合的确定和验证 |
5.5 本章小结 |
总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
(3)混凝土湿喷机组伸缩强度性能分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 混凝土湿喷机概述 |
2.2 混凝土湿喷机发展历程与趋势 |
2.2.1 国外混凝土湿喷机的发展历程 |
2.2.2 国内混凝土湿喷机的发展历程 |
2.2.3 混凝土湿喷机的发展趋势 |
2.3 臂架系统及臂架形式 |
2.3.1 臂架系统 |
2.3.2 臂架形式 |
2.3.3 臂架形式分析 |
2.4 臂架自动化方案 |
2.4.1 系统方案简介 |
2.4.2 臂架自动化电控设计参数 |
2.4.3 高性能运算工控机简介 |
2.4.4 系统控制设计 |
2.4.5 工作原理简介 |
3 瞬态动力分析 |
3.1 有限元法的介绍 |
3.1.1 有限元法的基本思想 |
3.1.2 有限元法的发展概况 |
3.1.3 有限元法的分析过程 |
3.1.4 有限元分析软件ANSYS介绍 |
3.2 瞬态动力学介绍 |
3.2.1 理论简介 |
3.2.2 Rayleigh阻尼 |
3.3 模型的建立 |
3.3.1 工况的确定 |
3.3.2 阻尼的选取 |
3.3.3 有限元参数设置 |
3.4 分析结果 |
3.4.1 举升启动冲击下的分析结果 |
3.4.2 举升制动冲击下的分析结果 |
3.4.3 回转启制动冲击下的分析结果 |
3.5 阻尼系数对机构振动的影响 |
4 伸缩臂的疲劳分析 |
4.1 疲劳分析简介 |
4.1.1 疲劳分析发展概况 |
4.1.2 FE-SAFE软件的介绍 |
4.2 动载作用下疲劳寿命 |
4.2.1 确定计算工况 |
4.2.2 疲劳分析软件FE-SAFE中设置模型 |
4.3 疲劳分析结果 |
4.3.1 二节臂伸出工况下疲劳分析结果 |
4.3.2 举升工况下疲劳分析结果 |
4.3.3 转台回转工况下疲劳分析结果 |
4.3.4 阻尼比对疲劳寿命的影响 |
4.4 有初始裂纹下的疲劳寿命 |
4.4.1 损伤容限设计概述 |
4.4.2 剩余寿命的估计 |
5 结论 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
学位论文数据集 |
(4)QY80型汽车起重机吊臂有限元分析与模糊优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 本文研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 汽车起重机的发展概况和发展趋势 |
1.2.1 国外发展概况 |
1.2.2 国内发展概况 |
1.2.3 国内外汽车起重机的发展趋势 |
1.2.4 汽车起重机吊臂有限元分析的发展状况 |
1.3 本论文主要研究内容 |
第2章 汽车起重机吊臂的结构和受力分析 |
2.1 汽车起重机吊臂结构简介 |
2.2 吊臂截面形状的选取 |
2.3 吊臂的伸缩方式 |
2.4 汽车起重机吊臂载荷分析 |
2.4.1 吊臂载荷分析 |
2.4.2 吊臂在变幅和回转平面内的受力分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 汽车起重机吊臂的静力学分析与实验研究 |
3.1 有限元方法的理论 |
3.1.1 有限单元法的应用 |
3.1.2 有限单元法的分析过程 |
3.2 有限元软件简介 |
3.3 吊臂实体结构的简化及三维建模 |
3.3.1 吊臂实体结构的简化 |
3.3.2 吊臂实体结构的三维建模 |
3.4 吊臂的有限元前处理 |
3.4.1 吊臂工况的确定 |
3.4.2 材料属性定义 |
3.4.3 网格划分 |
3.4.4 接触处理 |
3.4.5 约束处理与载荷的施加 |
3.5 计算结果的处理与分析 |
3.5.1 刚度分析 |
3.5.2 强度理论的选择和强度分析 |
3.6 有限元分析结论及改进建议 |
3.7 实验研究 |
3.7.1 试验的目的和方法 |
3.7.2 实验器材 |
3.7.3 试验过程 |
3.7.4 实验数据的采集和处理 |
3.8 试验结果与有限元分析结果的分析比较 |
3.9 本章小结 |
第4章 吊臂结构整体稳定性分析 |
4.1 吊臂的屈曲分析 |
4.1.1 屈曲分析的基本原理 |
4.1.2 吊臂屈曲分析的理论解 |
4.1.3 有限元法线性屈曲分析 |
4.2 吊臂的模态分析 |
4.2.1 模态分析基本理论 |
4.2.2 模态的有限元求解方法 |
4.2.3 吊臂模态分析结果 |
4.3 本章小结 |
第5章 吊臂的模糊优化设计 |
5.1 优化设计的基本思想 |
5.2 优化设计方法的选择 |
5.3 吊臂模糊优化数学模型的构建 |
5.3.1 设计变量 |
5.3.2 目标函数 |
5.3.3 约束条件 |
5.4 模糊约束的隶属函数 |
5.5 模型的求解 |
5.6 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者攻读硕士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(5)基于结构完整性理论的桥(门)式起重机箱形梁结构安全评定方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 结构完整性理论 |
1.2.1 结构完整性概念 |
1.2.2 焊接结构完整性指标 |
1.3 箱形梁结构及安全评定方法研究现状 |
1.3.1 箱形梁结构的研究现状 |
1.3.2 结构安全评定的主要方法 |
1.4 论文主要研究工作 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 起重机箱形梁缺陷特征及其工程处理方法 |
2.1 疲劳分析方法介绍 |
2.1.1 传统疲劳分析方法 |
2.1.2 断裂疲劳分析方法 |
2.2 起重机箱形梁破坏特征分析 |
2.2.1 箱形梁疲劳破坏原因 |
2.2.2 焊接箱形梁缺陷分类 |
2.2.3 箱形梁裂纹萌生源与扩展机理 |
2.3 起重机缺陷的工程处理方法 |
2.3.1 无损检测方法 |
2.3.2 缺陷的表征准则 |
2.4 本章小结 |
第三章 起重机箱形梁结构的断裂评定方法 |
3.1 断裂评定流程和方法 |
3.1.1 断裂评定流程 |
3.1.2 评定所需基本数据 |
3.1.3 三级别断裂评定方法 |
3.2 起重机整机结构有限元分析 |
3.2.1 起重机金属结构简介 |
3.2.2 集装箱起重机结构参数化建模 |
3.2.3 起重机结构的载荷分析 |
3.2.4 起重机结构有限元分析结果 |
3.3 断裂评定计算实例 |
3.3.1 应力提取 |
3.3.2 断裂评定参数计算 |
3.3.3 断裂评定结论 |
3.4 本章小结 |
第四章 起重机箱形梁结构的疲劳评定方法 |
4.1 疲劳评定流程和方法 |
4.1.1 疲劳评定流程 |
4.1.2 疲劳评定方法 |
4.2 疲劳载荷与评定规律 |
4.2.1 疲劳载荷分析 |
4.2.2 疲劳评定准则 |
4.2.3 确定疲劳评定参数 |
4.3 疲劳评定计算实例 |
4.3.1 临界裂纹尺寸 |
4.3.2 疲劳扩展寿命 |
4.3.3 疲劳评定结论 |
4.4 本章小结 |
第五章 含缺陷起重机箱形梁结构的断裂仿真分析 |
5.1 裂纹模型与边界约束 |
5.1.1 建立裂纹子模型 |
5.1.2 边界约束条件 |
5.2 有限元仿真结果 |
5.2.1 中心裂纹情形 |
5.2.2 边裂纹情形 |
5.3 应力强度因子的计算 |
5.4 应力强度因子的影响规律 |
5.4.1 裂纹尺寸参数 |
5.4.2 下盖板厚度 |
5.4.3 主腹板厚度 |
5.5 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
(6)随车起重机承重结构关键件研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 课题来源与研究目的 |
1.3 国内外随车起重机发展状况 |
1.3.1 国内随车起重机发展状况 |
1.3.2 国外随车起重机行业发展 |
1.3.3 随车起重机产品发展趋势 |
1.4 课题研究现状 |
1.4.1 起重臂结构优化研究 |
1.4.2 基于近似模型优化方法 |
1.4.3 接触问题研究现状 |
1.4.4 滑块接触应力研究 |
1.5 课题研究意义与研究内容 |
1.5.1 课题研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第二章 起重臂结构力学分析及设计方法 |
2.1 随车起重机结构形式 |
2.2 起重臂截面形式 |
2.3 伸缩机构类型 |
2.4 起重臂力学分析 |
2.4.1 臂架力学分析 |
2.4.2 伸缩臂油缸的力学分析 |
2.5 承重结构关键件设计方法 |
2.6 本章小结 |
第三章 起重臂结构优化设计 |
3.1 起重臂结构与设计 |
3.2 基于近似模型的优化设计方法 |
3.3 优化设计参数选取 |
3.4 优化设计试验数据采集 |
3.4.1 参数化建模 |
3.4.2 试验设计及实施 |
3.5 近似模型构建 |
3.5.1 响应面近似模型 |
3.5.2 响应面近似模型构建及精度验证 |
3.5.3 设计变量的相关度分析 |
3.6 多目标优化及结果分析 |
3.6.1 遗传算法优化过程 |
3.6.2 截面参数优化 |
3.7 本章小结 |
第四章 滑块接触应力分析 |
4.1 接触应力影响因素分析 |
4.2 有限元模型建立 |
4.3 接触应力正交试验设计分析 |
4.3.1 正交试验设计 |
4.3.2 正交表设计 |
4.3.3 表头设计 |
4.3.4 正交试验计算 |
4.4 正交试验设计结果分析 |
4.4.1 极差分析 |
4.4.2 方差分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 伸缩油缸稳定性及强度分析 |
5.1 问题分析 |
5.2 工况分析 |
5.3 稳定性及强度理论计算 |
5.3.1 稳定性分析理论计算 |
5.3.2 结构强度分析理论计算 |
5.4 稳定性及强度有限元分析 |
5.4.1 有限元模型建立 |
5.4.2 模拟结果分析 |
5.4.3 误差分析 |
5.5 初始变形对稳定性的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 随车起重机载荷试验测试 |
6.1 起重机械钢结构计算方法 |
6.2 承重结构载荷试验测试 |
6.2.1 试验目的 |
6.2.2 试验方法与测试工况 |
6.2.3 试验数据提取 |
6.3 应力测试结果分析 |
6.4 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)基于改进NSGA-Ⅱ算法的箱形伸缩臂多目标优化设计(论文提纲范文)
0 引言 |
1 改进的遗传算法及其优化的实现 |
1.1 改进的遗传算法 |
1.2 优化流程 |
2 伸缩臂优化的数学模型 |
2.1 目标函数 |
2.2 设计变量 |
2.3 约束条件 |
3 计算实例 |
3.1 计算工况 |
3.2 伸缩臂分析 |
3.3 伸缩臂优化 |
4 结束语 |
(8)大吨位双回转铁路救援起重机三节伸缩臂截面优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 我国铁路发展状况及趋势 |
1.3 铁路起重机国内、外发展状况 |
1.3.1 国外铁路起重机发展状况 |
1.3.2 国内铁路起重机发展状况 |
1.4 铁路起重机吊臂的截面型式 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 伸缩臂方案及其相关计算 |
2.1 吊臂伸缩方案 |
2.2 伸缩臂主要技术参数 |
2.3 载荷组合 |
2.4 载荷系数计算 |
2.5 伸缩臂长度尺寸 |
2.6 工况设计 |
2.7 材料选用 |
2.8 小结 |
第3章 伸缩臂截面拓扑优化研究 |
3.1 拓扑优化技术介绍 |
3.2 伸缩臂截面拓扑优化模型的建立 |
3.2.1 伸缩臂结构拓扑优化问题的阐述 |
3.2.2 拓扑优化方法 |
3.2.3 伸缩臂截面拓扑优化数学模型的建立 |
3.3 伸缩臂三维有限元模型 |
3.3.1 模型选取 |
3.3.2 模型载荷计算 |
3.3.3 模型边界条件 |
3.4 伸缩臂截面拓扑优化分析 |
3.4.1 矩形截面拓扑优化示例 |
3.4.2 不同参数下的矩形截面拓扑优化 |
3.4.3 不同截面拓扑优化 |
3.5 小结 |
第4章 伸缩臂建模及有限元分析 |
4.1 伸缩臂截面尺寸设计 |
4.2 伸缩臂实体建模 |
4.3 载荷计算 |
4.4 有限元分析 |
4.4.1 有限元分析前处理 |
4.4.2 静力学分析 |
4.5 校核 |
4.5.1 强度校核 |
4.5.2 刚度校核 |
4.5.3 整体稳定性校核 |
4.6 结果分析 |
4.7 小结 |
第5章 伸缩臂有限元优化 |
5.1 优化模型建立 |
5.1.1 设计变量 |
5.1.2 目标函数 |
5.1.3 约束条件 |
5.2 优化设计过程 |
5.2.1 优化设计流程 |
5.2.2 试验设计 |
5.2.3 响应面设计 |
5.2.4 优化结果 |
5.3 小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(9)类椭圆截面伸缩臂接触非线性探析及结构轻量化技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及工程意义 |
1.2 有限元技术的发展 |
1.3 优化设计技术 |
1.3.1 传统优化方法 |
1.3.2 响应面法 |
1.3.3 人工神经网络 |
1.3.4 遗传算法 |
1.3.5 伸缩臂优化研究现状 |
1.4 接触非线性问题 |
1.4.1 非线性问题 |
1.4.2 接触问题的研究及进展 |
1.4.3 滑块接触问题研究现状 |
1.5 论文研究的主要内容 |
第2章 基于ANSYS Workbench的伸缩臂轻量化设计 |
2.1 ANSYS Workbench简介 |
2.2 非对称类椭圆截面 |
2.3 参数化几何模型 |
2.4 伸缩臂静力学分析 |
2.4.1 材料选择 |
2.4.2 网格划分 |
2.4.3 边界条件 |
2.4.4 载荷计算 |
2.4.5 结果求解及后处理 |
2.5 轻量化设计 |
2.5.1 优化数学模型 |
2.5.2 试验设计 |
2.5.3 响应面设计 |
2.5.4 参数相关性 |
2.5.5 优化处理 |
2.5.6 结果分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于LM-BP网络与遗传算法的伸缩臂结构优化 |
3.1 伸缩臂有限元模型 |
3.1.1 对称类椭圆截面 |
3.1.2 有限元分析 |
3.2 BP神经网络理论 |
3.2.1 BP学习算法 |
3.2.2 BP算法的不足与改进 |
3.3 样本采集 |
3.3.1 正交试验法 |
3.3.2 正交表设计 |
3.3.3 样本归一化 |
3.4 基于MATLAB的BP神经网络设计 |
3.4.1 网络拓扑结构设计 |
3.4.2 标准BP算法 |
3.4.3 附加动量法 |
3.4.4 自适应学习速率法 |
3.4.5 RPROP法 |
3.4.6 共轭梯度法 |
3.4.7 牛顿法与拟牛顿法 |
3.4.8 Levenberg-Marquardt法 |
3.4.9 网络测试 |
3.5 遗传算法的实现 |
3.5.1 参数编码与解码 |
3.5.2 种群规模及初始化 |
3.5.3 适应度函数设计 |
3.5.4 选择操作 |
3.5.5 交叉操作 |
3.5.6 变异操作 |
3.5.7 停止准则 |
3.6 基于LM-BP网络与遗传算法伸缩臂结构优化 |
3.6.1 优化数学模型 |
3.6.2 约束条件处理 |
3.6.3 优化结果分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 类椭圆截面伸缩臂与滑块三维摩擦接触机理探析 |
4.1 伸缩臂滑块处局部应力传统解法 |
4.2 三维摩擦接触问题的数值解法 |
4.2.1 直接迭代法 |
4.2.2 数学规划法 |
4.2.3 接触约束法 |
4.3 利用ABAQUS求解非线性问题 |
4.3.1 载荷增量法与弧长法 |
4.3.2 平衡迭代 |
4.3.3 收敛性 |
4.4 类椭圆截面伸缩臂与滑块接触非线性问题关键技术研究 |
4.4.1 几何模型的建立及材料选择 |
4.4.2 分析步定义及接触作用设置 |
4.4.3 网格划分及载荷和约束施加 |
4.4.4 接触非线性求解 |
4.5 结果分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 不同截面伸缩臂与滑块接触非线性对比研究 |
5.1 多边形截面伸缩臂与滑块接触非线性研究 |
5.1.1 研究对象 |
5.1.2 三维摩擦接触有限元模型 |
5.1.3 考虑接触非线性的伸缩臂强度刚度校核 |
5.2 结果分析 |
5.2.1 截面形式对伸缩臂整体应力的影响 |
5.2.2 截面形式对滑块应力分布的影响 |
5.2.3 截面形式对伸缩臂局部应力分布的影响 |
5.3 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文及科研成果 |
四、铁路救援起重机箱形伸缩臂的优化设计(论文参考文献)
- [1]矿井救援提升车吊臂挠度变形与平顺提升方法研究[D]. 张清哲. 长安大学, 2020(06)
- [2]折臂式随车起重机转台拓扑优化与减振研究[D]. 胡兵. 长沙理工大学, 2020(07)
- [3]混凝土湿喷机组伸缩强度性能分析[D]. 卢仲明. 中国铁道科学研究院, 2019(01)
- [4]QY80型汽车起重机吊臂有限元分析与模糊优化设计[D]. 程远禄. 南华大学, 2019(01)
- [5]基于结构完整性理论的桥(门)式起重机箱形梁结构安全评定方法研究[D]. 熊刚. 西南交通大学, 2016(12)
- [6]随车起重机承重结构关键件研究[D]. 倘广垒. 华南理工大学, 2015(12)
- [7]基于改进NSGA-Ⅱ算法的箱形伸缩臂多目标优化设计[J]. 王卫辉,刘涛,袁仁武,鹿飞. 起重运输机械, 2014(11)
- [8]大吨位双回转铁路救援起重机三节伸缩臂截面优化研究[D]. 温保乐. 西南交通大学, 2014(09)
- [9]类椭圆截面伸缩臂接触非线性探析及结构轻量化技术研究[D]. 申士林. 西南交通大学, 2013(S2)
- [10]铁路起重机箱型伸缩臂设计的多目标模糊优化模型[J]. 杨帆,于兰峰,里超,曹晔,钱佳敏. 中国铁道科学, 2011(05)