基于APDL的龙门吊结构优化设计.pdf

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1、Academic学术基于APDL的龙门吊结构优化设计朱成翟保进(1．510727广州文冲船厂有限责任公司广东广州2．430040中交武汉港湾工程设计研究院有限公司湖北武汉)摘要：核电站配有的多样设备，安装时段之中的查验，包含设备查验、通风特性的查验、体系架构中的管路查验。焊接关涉的施工，应当依循目视检查特有的流程审慎予以检测。目视检查带有无损检验这样的特性，被归入无损这—范畴的项目中。本文明辨了目视检查特有的规范水准，拓展了检查范畴。目视检查在平常的核电安装之中，应被广泛采纳。施工流程内，参建特有的多方，都

2、应注重查验细节操作。关键词摘要：龙门式起重机适用于港口码跨度20．9mNSORT，U，Y头、修造船厂、货场、车间和施工工地!所有节点的竖直方向变形排序悬臂长5．5m等，应用十分广泛。本文以20t单主梁*GET，DMIN，SORT，，MIN有效悬臂4．5m电动葫芦龙门吊为例，运用ANSYS提供!取得最小的竖直变形值(负值)的APDL语言进行参数化建模，并进行结起升高度12mDMAX=ABS(DMIN)构优化设计，最终确定龙门吊各主要截基距7．67m!取最小值的绝对值为状态变量面的尺寸及板厚，并使整机在满足安全

3、龙门吊结构采用beam188单元建模，ETABLE，VOLU，VOLU和使用要求的情况下自重最轻，阐述了含有5个典型箱型截面，其中四个支腿!定义单元表一种龙门吊的优化设计方法和过程。使采用变截面梁。因截面尺寸和板厚为优SSUM用此方法不但大大减少了设计工作量和化设计的设计变量，因此在建模时需要!单元总体积相加工作时间，使设计效率明显提高，而且用代号表示各设计变量，并给出设计变*GET，VOLUME，SSUM，，ITEM，VOLU使龙门起重机的结构更加优化合理。量的初始值。建立的有限元模型见图1。!单元总体积

4、存到目标变量VOLUME关键词：APDL；龙门吊；结构优化由设计；ANSYS*GET，ZDYL，SECR，ALL，S，X，MAX1．概述!取最大应力为状态变量龙门式起重机(以下简称龙门吊)5．优化程序在工业和制造等领域中广泛使用，但由在ANSYS优化程序中最多可定义60于货种、作业场地、作业效率、用途的个设计变量，且需要定义设计变量的取不同，导致龙门吊的设计有较强的单一值范围和公差，尽量少的设计变量、合性和不可重复性，因此设计师一般需要适的取值范围和公差能使优化计算快速根据业主的需求专门定制设计。收敛，因此

5、可根据实际把设计变量合并，目前，龙门吊金属结构设计广泛采并使各个设计变量的取值可根据经验尽用ANSVS有限元分析软件辅助计算，采图1龙门吊金属结构有限元模型量取一个稍小的范围。用“方案设计一分析计算一修改方案一3．加载和求解ANSYS优化设计的公差用户可自行输分析计算一⋯⋯一确定最终方案”的常为简化分析过程，模型按两种最危入也可用系统默认值，结合本例及生产规设计流程，此种方法不仅耗费大量的险工况计算：实际，对梁高和梁宽的公差取值为50，时间和人力用于修改计算模型上，而得工况一：在跨度中间起吊额定载荷；对板厚

6、的取值为2。设计变量定义如下：出的最终结果还不一定是最优解。工况二：在最大悬臂端起吊额定载OPVAR，H1，DV，1300，2100，150APDL语言可通过设计参数的调整，荷。OPVAR，B1，DV，600，1680，150自动完成上述循环过程，并进行优化设因为用梁单元模拟设计结构，缺少OPVAR，Y1，DV，8，30，2计，从而减少修改模型和方案以及重新横隔板、焊缝、纵筋和法兰等对自重的OPVAR，F1，DV，8，20，2分析计算所花的时间，达到提高设计效影响，因此计算时采用加大重力加速度OPVAR，B

7、3，DV，400，1100，5O率和设计最优化的目的。的方法弥补其影响，根据经验本例施加OPVAR，Y3，OV，8，30，22．建立有限元模型1．3倍的重力加速度。OPVAR，F3，DV，8，20，2本文举例的龙门吊主要用于造船厂4．后处理OPVAR，H4，DV，400，1000，5O小型分段的吊装作业，主要技术参数见ANSYS优化设计有三种变量，设计变OPVAR，Y4，OV，8，30，2表1：量、状态变量和目标变量。OPVAR，F4，DV，8，20，2表1龙门吊主要技术参数三种变量中的状态变量和目标变量0

8、PVAR，H5，DV，400，800，50整机工作级别A5需要在后处理中获得数据，本例中结构OPVAR，Y5，DV，8，30，2电动葫芦工作级别M4应力和下挠值为状态变量，模型总体积OPVAR，F5，DV，8，20，2(可换算成重量)为目标变量。考虑到本龙门吊工作级别和载荷分运行机构工作级别M4状态变量值和目标变量值的获取如布情况，以及使用材料，取结构许用应起重量20t／悬臂端10t下：力为176MPa，跨中许用