箱形梁的设计优化外文翻译资料

英语原文共 13 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

箱形梁的设计优化

摘要

双桥梁桥式起重机用于工业重载应用。在本文中，通过使用现有的设计规则进行基本设计后，对150吨和32米长的跨度起重机进行箱型主梁的详细参数化设计优化。设计优化通过使用详细的三维有限元分析，通过改变水平扶强材的数量，形状和位置沿梁的长度以及扶强材的数量和位置沿垂直方向来控制任何可能的屈曲，尽可能减轻重量并且保证安全应力和偏转。优化分两步进行。在第一步中，保持板材厚度不变，加入不同类型和数量的扶强材，并找到最佳几何形状。在第二步中，通过尽可能减轻重量改变箱梁的厚度，高度和宽度，第一步的最佳几何形状可进一步优化最大允许弯曲应力。增强型扶强材的效果在控制其屈曲方面尤为突出。

关键词:

箱，梁，优化，架空，起重机，屈曲，应力，偏转

1.引言

桥式起重机用于处理和将重载从一个位置转移到另一个位置, 因此它们被用于许多工业领域，如汽车厂和造船厂等。它们的设计根据它们的主要操作规格，特征差别很大。例如：运动类型起重机结构，负载的重量和类型，起重机的位置，几何特征和环境条件。由于起重机设计程序对这些部件高度标准化，所以大部分时间和地点的努力主要用于解释和实施现有的设计标准。有许多已发表的关于它们的结构和部件应力的研究，静载荷下的安全性动态行为。

桥梁结构的实体建模和有限元分析（FEA）来查找结构Demirsoy [17]研究了位移和应力值。实体建模技术申请了道路桥梁结构，并用有限元法分析了这些结构,由[18-20]给出。 DIN-Tashenbuch和F.E.M（Europeacute;ande la Manutention联合会）规则提供设计方法和经验方法和基于以往设计经验和方程广泛接受的设计程序。 DIN-Tashenbuch 44和185是与之相关的一系列标准起重机的设计。 DIN规范通常声明设计参数的标准值。 F.E.M规则主要是一个公认的规则集合来指导起重机设计者。它们包括决定外部的标准负载选择起重机部件。本文详细介绍了主参数化设计的优化

在基本设计之后，箱式梁进行150吨容量和32米长的跨度起重机使用可用的DIN和F.E.M设计规则。设计优化使用详细的3D有限元来执行通过改变水平扶强材的数量，形状和位置沿长度进行单元分析加劲肋的数量和位置以及垂直方向上的任何可能的控制屈曲，尽可能小的重量以及安全的应力和偏转。优化在中执行两个步骤。第一步，保持板厚不变，不同类型和数量的扶强材找到添加和优化的几何图形。在第二步中，第一步的最佳几何结构更进一步通过改变盒子的厚度，高度和宽度来优化最大允许弯曲应力尽可能减轻重量。增强型扶强材的效果在控制其屈曲方面尤为突出。

四个案例研究进行优化使用：

仅限水平加强筋（研究-1）

仅限垂直扶强材（研究-2）

水平和垂直扶强材（研究-3）

箱梁参数优化（研究-4）

2.建模，材料特性和MESHING

一个完整的箱梁采用ANSYS软件进行建模，其尺寸如图1所示。侧面，顶部和底部以及加强板的厚度分别为6mm，22mm，10mm。顶部宽度底板960mm，侧板最大高度2600mm。但是，在FEA期间，由于它的对称性只有模型的一半被使用，并且在应用的时候会根据不同的几何形状进行优化加载条件。在没有任何扶强材的情况下，首先分析顶部带有导轨的箱子。然后不同将不同阶段的水平和垂直扶强材建模并粘合到保持外箱的位置查看制造过程和前面的对称性。线性弹性材料模型用于钢材RST-37.2，杨氏模量207GPa，泊松比0.3，容许应力157MPa，密度为7.86times;10-6kg / m3。 3-D，10点高阶四边形SOLID187元素，具有三个角度使用每个节点的自由度。自由网格项用于对整个几何图形进行网格划分，如在ANSYS软件中的图2所示。

3.边界条件

考虑到起重机停放在一个位置并且起吊负荷是对起重机的通常建议操作。因此在设计计算和有限元分析时，不考虑水平力在主梁上作用。主梁完全固定在与端车连接的端部。应用三点弯曲加载策略考虑两个车轮之间的距离手推车非常小。沿着均匀分布在所有6个节点上的轨道宽度施加载荷。对于不同的案例研究所用的荷载与主梁的自重被考虑在一起讨论以下相关部分。由于几何的对称性，应用对称边界条件如图2所示。

4.结果与讨论

本文提出了箱梁允许弯曲应力，挠度和最小值的37个优化案例没有和不同类型的质量，水平扶强材的数量和它们的不同方向（图3）和不同数量的垂直扶强材总结在表1中。在没有和没有应力集中点的情况下，没有加强筋的箱梁如图4和5。

a）研究-1：使用水平加强筋进行优化

在这种情况下，通过改变水平的数量，位置和形状来执行优化仅限加强筋。值得注意的是，通过使用该最大偏差没有显着的降低L形加强筋，但使用C形水平加强筋可获得更好的结果。使用两个C型水平扶强材在离顶板400和1700mm处，最佳优化结果（最大值）挠度= 37.32mm，最大弯曲应力= 176MPa，梁质量= 16999kg）。分析也是通过在ANSYS Workbench中对梁进行建模来执行的。使用内置的实体元素并自由啮合并去除应力集中点，最大挠度= 36.24mm观察到弯曲应力= 165MPa。尽管最大弯曲应力超过了允许的范围由于所有情况下的应力集中都可以忽略不计。最大弯曲应力的结果偏转分别绘制在图6和图7中。

b）研究-2：使用垂直扶强材进行优化

在这种情况下，优化通过改变板加强件的数量和位置来执行大梁的长度。据观察，通过将垂直扶强材的数量从一个增加到两个观察到最大挠曲从37.74mm减小到34.79mm。通过增加垂直扶强材

全文共6908字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[12073]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

您可能感兴趣的文章

• 现代单元结构在压缩载荷作用下的影响外文翻译资料
• 水下浇口凸轮衬套注塑模设计与分析外文翻译资料
• 机械微机械加工的最新进展外文翻译资料
• 考虑尺寸效应的物料流动特性建模外文翻译资料
• 智能移动机器人的无人监督人体活动分析外文翻译资料
• 手臂的视觉感知操纵着触觉的体验快感外文翻译资料
• 稀土元素对6061铝合金真空钎焊接头组织和性能的影响外文翻译资料
• 定向凝固铝硅镁共晶合金的组织、力学和电学特性研究外文翻译资料
• 机床进给传动装置外文翻译资料
• 数控机床工业设计方法的研究及其实现和应用前景外文翻译资料