大跨度龙门起重机变截面主梁优化设计

《大跨度龙门起重机变截面主梁优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大跨度龙门起重机变截面主梁优化设计中船第九设计研究院工程有限公司高伟东目前，大跨度龙门起重机主梁设计为减轻主形、底面不是正多边形的棱柱等)上面，所构成梁自重，主要考虑箱形截面的翼缘板及腹板在长的网格之间呈规则排列，分析精度高。但是要求度和高度方向上采用不同厚度的板材，而使主梁划分区域满足一定的拓扑条件，否则就不能进行沿长度方向分为多种截面形式，并以跨度中心向2映射网格划分。一般情况下，由ANSYS程序使用侧对称分布。采用有限单元法和优化设计方法，默认网格控制，即可以使分析模型生成足够的网以龙门起重

2、机为研究对象，通过计算机仿真分析格来满足分析需要，在这种情况下，不必指定任起重机主梁的强度、刚度，找出最大应力和最大何的网格划分控制，从而简化程序设置的步骤。变形处，然后在此基础上，完成以结构轻量化为但是，如果需要使用网格划分控制，则必须在对主要目标的优化计算。实体模型网格划分之前设置网格划分控制。网格划分控制容许建立用于实体模型网格划I主梁结构静力分析分的要素，如单元形状、中间节点位置和用于实ANSYS程序中的结构静力分析是用来计算在体模型网格划分的单元尺寸大小。单元网格划分固定载荷作用下结构的

3、响应，即用于稳态外载引时要兼顾精度、经济性和计算容量，一般情况下，起的系统或部件的位移、应力、应变和力。首先单元划分越细、越接近真实求解区域，计算精度进行结构静力分析，找出初始结构的最大应力和就越高，但随之而来的可能是计算时间、费用和最大变形状态，以此为优化设计的基础。内存使用量的成倍增加，所以，必须综合考虑各1．1有限元分析模型的建立因素，恰当地确定单元的数目。本文所研究的龙门起重机跨度为198m，主梁截1．3载荷处理面采用单梯形焊接箱形截面，截面总高12700ITln3，主梁作为简支梁研究，一

4、端固定，一端简支。上翼缘板宽9360mm，下翼缘板宽5450mm，材加载时，不仅应考虑小车自重和吊重，还应考虑料均为低合金高强度结构钢Q345，整个主梁结构主梁自重、小车起制动产生的水平惯性力、风载、采用可承受拉、压、弯、扭的梁单元beam188模动载系数等；同时还应考虑小车自重和吊重作为拟。主梁采用变截面形式，优化不同截面形式的移动载荷，在主梁全长范围内移动时，对主梁结长度，因此将主梁的多种截面性质设为已知量，构的影响。实例分析中共采用6种截面形式。载荷可以施加到几何模型的关键点上，也可1．2网

5、格划分以施加到有限元模型的节点上。这2种情况各有在ANSYS程序当中，几何模型建立完成后，优、缺点。须对模型进行网格划分，有限元的网格可由程序(1)施加在实体模型上的优点：通过图形拾自动完成，由参数与命令对程序进行调控。AN—取加载时，因为实体较小，所以施加时比在有限SYS的网格划分分2种：一是自由网格划分，主要元模型上进行要方便得多；模型载荷独立于有限用于划分边界形状不规则的区域，所生成的网格元网格，这样就不必因为网格重新划分而重新加相互之间呈不规则排列。对于复杂形状的边界选载。缺点：不能显示所

6、有的实体模型载荷；在关择自由网格划分其缺点是分析精度不高。二是映键点上的载荷很难施加；网格划分命令生成的单射网格划分，该方法是将规则的形状(如正方形、元处于当前坐标系下，而节点使用的是整体笛卡三棱柱等)映射到不规则的区域(如崎变的四边儿坐标系。《起重运输机械》2009(12)一35—(2)施加在有限元模型上的优点：因为载荷~rnax——主梁的最大挠度可以直接施加在主节点上，所以在简化分析时可[]——结构允许的最大挠度以简单地选择所有所需节点，并直接指定约束条2．2优化参数选择件。缺点：只要划分的网

7、格有任何问题，则需要起重机主梁结构分析结果是优化设计的基础，删除所有或者部分网格单元，重新划分网格，而以此构造优化模型。优化是在前述结构分析的基用户必须删除原有的载荷并在新生成的网格上施础上进行的。根据主梁各种截面长度，定义6个加载荷。对于使用图形拾取加载，特别是在节点优化设计变量A={f．，f，⋯，z}分别对应主梁很多时，原来施加在1条线上的载荷需要逐个节不同截面的长度，满足强度和刚度要求为约束条点拾取，原来施加在1个面上的载荷需要逐个单件，应力约束的范围取材料的许用应力，挠度范元面拾取。围为主

8、梁跨度的1／700。主梁体积最小为目标函1．4求解数，各优化参数见表1。对主梁结构进行静力分析，目的是找出最大表1优化参数应力和最大变形，以便进行强度和刚度检验，进设计变量取值范围／m而提出优化方案。1l30～60由线性静力分析直接求解的变形图(略)可l25～30l35～30知，主梁由吊载引起的最大变形为260mm，小于Z45～30对挠度的设计要求主梁跨度的1／700，即2821111／1；l55～30由主梁的VonMice应力云图(略)可知，最大应f620～6O力为187MPa，