基于有限元的塔式起重机空间桁架结构拓扑优化设计

《基于有限元的塔式起重机空间桁架结构拓扑优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＥＮＣＥＡＵＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣｓｃＮ专业学位硕±学位论文！ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＩ论支题目基于有限元的塔式起重机空间巧架，结构拓扑优化设计专业学位类别工程硕上４学号２０１２９１０８０１１５一作者姓名敬正彪指窜教师胡天友高工独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加［

2、＾标注和致谢的地巧外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名；Ｍｌ日期：乂啤／月／日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手

3、段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）＂－心作者签名：ｎ导师签名龄：１次巧（日期：义Ｙ年／月会日ｉ分类号密级注1UDC学位论文基于有限元的塔式起重机空间桁架结构拓扑优化设计（题名和副题名）敬正彪（作者姓名）指导教师胡天友高工电子科技大学成都廖多常高工四川建设机械（集团）股份有限公司成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2014.9论文答辩日期2014.11学位授予单位和日期电子科技大学2014年12月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法U

4、DC》的类号。附4：TRANSLATIONOPTIMIZATIONDESIGNOFTOWERCRANESPATIALTRUSSSTRUCTURETOPOLOGYBASEDONFINITEELEMENTMETHODAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:JingZhengbiaoAdvisor:HuTianyouSchool:SchoolofMechatronicsEnginee

5、ringofUESTC摘要摘要拥有自重轻，但是造价相对低并且施工简单等优点的空间桁架结构近年来在工程中获得广泛的应用，同时在工程建设中的作用也越来越显著。虽然空间桁架具备自重轻的特点，但若对空间桁架结构进行深度优化设计，能够使结构在满足设计要求的前提下更大限度的节省原材料、降低生产成本，这些对积极响应建设节约型社会、同时提倡绿色建设是有着重要的显示意义。空间桁架的结构优化研究经历了尺寸、形状、拓扑以及组合几个阶段的发展，现阶段学者们研究的方向多数集中在满足工程需求前提下来降低工程造价为目的的，而在众多结构的优化设计研究中，对结构进行拓扑优化的实

6、现难度最大。其中，结构拓扑优化研究多采用均匀化的研究方法，同时软件ANSYSWorkbench中的拓扑优化ShapeOptimization模块也正是基于该方法开发的。基于Workbench软件平台，建立连续体的数学模型，不同的工况载荷作为设定加载条件的依据，得到各杆优化后的布局方案，最后对利用Workbench进行拓扑优化设计时必须要注意的一些问题加以总结。塔式起重机是重要的工程机械，课题以塔机上主要的空间桁架结构作为研究对象，对其进行静力学分析、动态特性分析及优化分析。塔机底盘结构、塔身标准节结构是塔机的重要部分，也是塔机上典型的空间桁架类

7、结构。以往的研究主要偏向于塔机整机、起重臂及平衡臂的研究，对固定塔身的研究较少，尤其对于超大型塔机而言，常常会出现因担心结构静强度不够而加大材料用量，反而造成材料利用率低的现象。借助有限元软件分析塔机主要桁架结构，完成结构强度校核后，对结构动态特性和结构优化问题展开探索。结果表明，塔身结构、底盘结构均满足设计要求，同时鉴于结构应力均小于许用应力，还存在可优化空间，且结构受力不均，出现局部应力集中现象，对结构进行相应的优化。最后，分析了改进的结构，验证了优化结果的正确性和可靠性，使其能应用与工程实际。关键词：空间桁架，底盘，塔身标准节，ANSYS

8、Workbench，拓扑优化IABSTRACTABSTRACTSpacetrussstructurewithlightweight,lowcostan