斗轮堆取料机斗轮体结构分析与优化设计.pdf

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1、第11期机械设计与制造2014年11月MachineryDesign&Manufacture5斗轮堆取料机斗轮体结构分析与优化设计武帅，郭瑞琴，李中，周易(同济大学机械与能源工程学院，上海201804)摘要：为实现斗轮堆取料机斗轮体的轻量化，利用ANSYS参数化设计语言APDL建立某型斗轮堆取料机斗轮体的参数化模型并进行有限元分析。在有限元分析的基础上，以满足最大VonMises应力为约束条件，建立以斗轮体的总体积最小为目标函数的优化模型，对斗轮体的结构尺寸进行优化设计。通过优化设计，可使斗轮体的总质量减少6．54％，实现了斗轮体轻量化的设计目标，也显著缩短了斗轮体的

2、设计周期，提高了产品设计的效率，为斗轮堆取料机的结构分析和优化设计提供了新思路和新方法。关键词：APDL；斗轮堆取料机斗轮体；有限元分析；优化设计；轻量化中图分类号：TH16；TH246文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)11-0005—04StructuralAnalysisandOptimizationDesignofBucket-WheelBodyofBucket-WheeIStacker／ReclaimerWUShuai，GUORui-qin，LIZhong，ZHOUYi(SchoolofMechanicalEngineering，Tongj

3、iUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Theparametricmodelofbucket-wheelbodyofbucket-wheelstacker／reclaimerisestablishedandcarriedoutwiththefiniteelementanalysisbyusingANSYSParumetricDesignLanguage(APDL)toachievethelightweightofbucket-wheel6DOnthebasisofthefiniteelementanalysis，undert

4、heconstraintconditionofmmVonMisesstress，z魄rthetotalvoluD'beofbucket-wheelbody椰theobjectivefunction，optimizationde咖forthestructuresizeisconducted．Throughthisoptimization&sign．notonlythetotalmOSSofbucket-wheelbodydecreases6．54％andthegoalofthelightweightofthebucket-wheelbodyisachieved，buta

5、lsoitCanshortenthedesigncycZeandheightentheefficiencyofproductsdesigugreatly．Inadditiontothis，it’Shelpfultoprovideanewideaandmethodforstructuralanalysisand~timizatmndesignofbucket-wheelstacker／reclaimet．KeyWords：APDL；Bucket-WheelBodyofBucket-WheelStacker／Reclaimer；FEA；OptimizationDesign

6、；Lightweight鉴以往斗轮堆取料机研究成果的基础上，利用ANSYS参数化设计1引言语言APDL对某型斗轮堆取料机斗轮体进行有限元分析，并在有限斗轮堆取料机是世界上最大的散料处理成套设备，随着火力元分析的基础上以斗轮体的总体积为目标函数对斗轮体结构尺寸发电厂、港口码头、钢铁以及矿山等散料输送系统的迅猛发展，斗轮进行优化设计，实现了斗轮体轻量化的设计目标，为斗轮堆取料机堆取料机开始向自动化、系列化、大型化方向发展，目前已广泛用于的结构分析和优化设计提供了新思路和新方法。矿山、冶金、电力、交通、建材和化工等领域口。它是由斗轮机构、前臂架、平衡机构、回转机构、门座架和

7、行走机构等组成，其中，斗轮机2基于APDL的优化设计过程构是其实现堆取料功能的主要部件，它位于前悬臂的最前端，其重APDL是ANSYSParametricDesignLanguage的缩写，即AN—量直接影响到整机的重量和平衡圈c因此，实现斗轮体的轻量化对于SYS参数化设计语言，它是一种通过参数化变量方式建立分析模整机的轻量化寸有着重要意义。优化设汁是实现产品轻量化的有型的脚本语言目。基于APDL的优化设计方法采用ANSYS批处理效手段，已成为产品设计技术革新和创新设计发展的重要方向，对进行优化设计，其主要过程如下：(I)利用APDL建立参数化模型于