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《基于ANSYS吊車支撐梁的分析設(shè)計及優(yōu)化研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、·51·基于ANSYS吊車支撐梁的分析設(shè)計及優(yōu)化研究龔衛(wèi)鋒，聶松輝。尹果(1．湘潭大學(xué)機械工程學(xué)院，湖南湘潭411105；2．益陽東創(chuàng)投資建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南益陽413000)摘要：本文根據(jù)某企業(yè)廠房的需求，按照常規(guī)設(shè)計方法完成了5t吊車支撐梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計；采用ANSYS中APDL方式，建立了支撐梁結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，探討了不同約束方式對支撐梁分析結(jié)果的影響，然后提出了以用材最省為優(yōu)化目標(biāo)的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化模型，采用子問題優(yōu)化方法完成了優(yōu)化迭代，得到的結(jié)果顯示優(yōu)化結(jié)果不僅能夠滿足其強度和剛度要求，而且使其用材達(dá)到最省，本文所開展的研究對同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵
2、詞：支撐梁鋼結(jié)構(gòu)有限元分析形狀優(yōu)化中圖分類號：TH132．4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002—6886(2012)03—13051—04OptimizationResearchandAnalysisDesignofSupportBeamforOverheadCraneBasedOilANSYSGONGWeifeng，NIESonghm，YINGuoAbstract：Inordertomeettheneedsofanenterprise，thedesignofsupportbeamfor5toverheadcraneisfinishedbyadoptingconventi
3、onaldesignmethods．ByutilizingansysparameterdesignlanguageinANSYSsoftware，thefiniteelementanalysismodelofsup—portbeamstructureisbuilt．Theefectsofdiferentconstraintsformsonthesupportbeamanalysisresultarediscussed．Byselectingminimumofstructurematerialastheoptimizationobjection，thestructural
4、shapeoptimalmodelispresented，andoptimizationiterationisfinishedbyusingsub—problemoptimalmethod．TheresultsobtainedshowthattheoptimalresultofsupportbeamCannotonlymeetthes~engthandstiffnessrequirements，andalsotheminimumofstructurematerialsisachieved．Thisresearchworkhasguidancetothestructura
5、ldesignofsimilarproducts．Keywords：supportbeam；steelstructure；finiteelementanalysis；shapeoptimization型，探討吊車結(jié)構(gòu)在給定載荷下的應(yīng)力和變形狀態(tài)，根據(jù)0引言分析結(jié)果建立相應(yīng)的優(yōu)化模型，并對吊車支撐梁結(jié)構(gòu)開展吊車屬于起重運輸機械，是現(xiàn)代工業(yè)廠房中一種常優(yōu)化設(shè)計，所得結(jié)果對吊車支撐梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有實際指見的起重設(shè)備。目前主要采用強度高、重量輕、材質(zhì)均勻?qū)б饬x。的鋼結(jié)構(gòu)件，來取代傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁。由于吊1支撐梁的分析設(shè)計車梁為承受動力荷載的焊接結(jié)構(gòu)件，必須要滿足一定的強
6、度和剛度要求，否則會引起吊車的振動和沖擊，嚴(yán)重時會1．1支撐梁的設(shè)計影響到吊車的安全運。同時對于鋼結(jié)構(gòu)廠房，其用鋼某廠房需安置5t吊車的相關(guān)參數(shù)如表1所示，其輪大約為15kg／m，而其中吊車梁的用鋼則是總用鋼量的壓簡圖如圖1所示。其中支撐梁采用焊接實腹工字形簡1／4：1／3?？梢姷踯囍瘟旱脑O(shè)計不僅直接影響到吊車支梁，跨度為z=12m，無制動結(jié)構(gòu)，梁的材料為Q235。整體結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，而對控制其用鋼量也有很大的影響。有限元分析技術(shù)已在工程企業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，如文獻(xiàn)[3]采用ANSYS軟件，對大型鋼結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析研究，文獻(xiàn)[4]探討了不同加載方法對鋼結(jié)構(gòu)件分析
7、結(jié)果的影響。同時基于有限元分析的優(yōu)化方法能夠使結(jié)構(gòu)在圖1輪壓簡圖滿足強度、剛度等條件下，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加合理，有表1吊車參數(shù)表利于材料承載力的提高。本文首先按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對某企業(yè)5t吊車支撐梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后利用ANSYS軟件的APDL方式，建立了吊車分析的有限元?！?4·參考文獻(xiàn)[1]幸坤濤，佟曉利，岳清瑞．吊車載荷作用下鋼結(jié)構(gòu)吊車梁的疲勞可靠壽命評估[J]．計算力學(xué)學(xué)報，2OO4，21(5)：636[2]殷樹元．25t雙梁吊車門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)化設(shè)計研究[D]．天津：天津大學(xué)，2OO5[3]黃長征，譚建平．大型鋼結(jié)構(gòu)
