付韬韬[1]2008年在《基于VC++和ANSYS接口的参数化桥式起重机桥架有限元分析系统》文中研究说明产品的功能和质量是影响产品竞争力的主要因素,而决定功能和质量的主要阶段是产品设计阶段。因此,现代制造业的竞争就是产品设计的竞争,对产品设计理论和方法的研究已成为学术界和企业界关注的热点。对于桥式起重机的发展而言,采用现代设计理论改进其设计方法来提升其产品的功能和质量,从而进一步增强自身竞争力,是一个急待解决的问题。传统的设计和计算主要依靠手工来完成,不仅效率低下而且计算由于做过大量的简化和近似处理而不准确。并且重复工作量很大,耗时较多,成本较大,不利于起重机多样化发展的趋势,也不利于起重设备研发制造的可持续发展。因此,为了提高桥式起重机的设计水平和效率,本文应用Visual C++开发工具将参数化技术和有限元技术融为一体,建立了一个专用的箱形双梁桥式起重机桥架结构高效分析平台。运用此平台,用户只需输入所需的参数,系统自动通过建模计算就可以得到桥架结构的静、动态特性,分析过程大为减少。论文所提出的方法的优点在于采用有限元法提高了设计计算的准确度,增强了产品的可靠性;同时简化了其分析过程,避免了大量重复性工作,从而加快了分析速度缩短了产品的研发周期。论文主要研究的内容包括以下几个方面:(1)利用APDL语言建立典型的桥式起重机桥架的有限元模型,作为参数化模型的基础。利用参数驱动建立符合要求的有限元模型,是本文的一个重点。(2)探讨了Visual C++语言与ANSYS的接口技术,利用VC++对ANSYS进行二次开发,是本文的一个特点。(3)应用Visual C++语言和ANSYS软件开发出一套实用、方便、可靠的桥式起重机桥架结构有限元分析平台,这是本文的主要目标。(4)以湖北银轮蒲起机械有限公司QD10t×53m冶金通用桥式起重机金属结构分析为典型实例,并以5吨至50吨系列不同跨度双梁桥式起重机桥架结构的分析来检验程序的可靠性和实用性。
杨洪山[2]2004年在《起重机快速设计系统的开发》文中指出桥式起重机被广泛地应用在国民经济建设的各个领域，己经形成系列化的产品。随着经济建设的发展，用户对其性能要求越来越高，同时对产品的个性要求也越来越多样化。但是目前国内的桥式起重机结构型式比较落后，和国外同类产品相比仍有很大差距。为了提高桥式起重机的设计水平和设计效率，应用先进的CAD/CAE技术，增强企业对市场需求的相应速度和提升企业的竞争力, 攀枝花钢铁（集团）公司起重运输机械厂结合大连工程机械研究所的科研工作,开发了起重机快速设计系统。本论文针对快速设计系统的要求，对相关的几个关键技术进行了研究:总体参数设计、可视化设计、优化设计、参数化设计和有限元分析，并开发出了起重机快速设计系统。本论文主要研究内容包括以下几方面：起重机的总体结构设计，包括桥架结构设计原则、起重机主要技术参数的确定和大车小车的设计参数的选取。实现起重机快速设计所采用的关键技术：优化设计、可视化设计和参数设计。采用有限元法对起重机各组成构件进行应力应变分析，其结果为各构件的优化设计提供指导。基于前面的研究结果，开发起重机快速设计系统。该设计系统具有人机交互设计和参数化设计和可视化设计功能，使之成为专业CAD软件。本研究开发一套完善的起重机快速设计系统，该设计系统在工厂的生产中得到应用，增强企业对市场需求的相应速度，提升企业的竞争力具有重要的实际意义。
蒋连海[3]2014年在《桥式起重机弧弦主梁的设计与优化》文中研究说明本论文针对我国起重机行业发展现状及存在问题,结合拱形结构的受力特点,借鉴土木工程中的拱形桥梁,提出一种新型结构的起重机主梁—弧弦主梁,然后用ANSYS和MATLAB对改进后的主梁结构进行分析,验证设计是否合理。以保证在满足强度、刚度的前提下达到主梁用料最少,操作安全舒适的目的。对弧弦主梁进行了结构设计,建立了它的受力模型,同时建立了平直梁的受力模型。比较在跨度、额定载荷一定的条件下他们的最大应力,从理论上简要的分析对比,初步得出弧弦主梁受力性能得到改善的结论。接着在ANSYS中建立了弧弦主梁的有限元模型,对其进行了静力分析,获得小车满载位于主梁跨中位置时主梁应力分布情况、结构刚度以及重量,根据求解结果确定了拉杆的相关参数,进一步计算出了弧弦主梁的重量。用同样的方法对平直梁也进行了静力学分析,得出对应的结果参数。把两者进行对比,进一步验证了弧弦梁比平直梁优越的结论。分别用MATLAB优化工具箱以及遗传算法对弧弦主梁截面尺寸进行了优化,得出两组优化参数,按照获得的两组优化参数在ANSYS中分别建立弧弦主梁的有限元模型,对它们进行静力分析,对比分析它们应力分布、变形情况以及重量后可知用遗传算法优化获得的参数效果更佳,从而获得最优组合的主梁截面尺寸参数。并基于用遗传算法优化获得的参数建立的模型上进行了动力学分析,校验了优化后的弧弦主梁,使主梁在满足工程条件的情况下质量最小,节约了大量的材料。同时得出其某些相关参数可为合理的操作此起重机提供有益参考。研究的结果表明将正轨箱形双梁桥式起重机的主梁按照合理的参数改成弧弦主梁,不仅可以满足强度、刚度等条件,而且节约大量材料,同时操作安全舒适。
刘云峰[4]2001年在《桥式起重机箱形主梁腹板新型结构研究》文中研究说明本论文阐述了目前国内外物料搬运的状况、发展动态和发展方向，以及物料搬运在现代工业中的重要作用，研究了目前国内桥式起重机的现状，针对国内箱形梁桥式起重机主梁偏重、耗材多等缺点提出了一种对主梁腹板的改进方法。 作者根据昆明重机股份有限公司的生产实际，深入调查研究，在掌握大量生产应用实际的资料基础上，提出了桥式起重机的箱形主梁的新型波形腹板结构的设想，并在充分比较和论证的基础上提出了以正弦曲线波形作为腹板的波形。作者以大型有限元软件ANSYS为工具，用有限元方法进行了新型腹板与原来的平直腹板的综合比较分析，得出了波形腹板结构在同等条件下，等效应力比原腹板减少14％左右。此外，利用ANSYS的高级应用技术，论文还对波形腹板的波形进行了优化设计，并得出了波形的最优解。运用这种腹板，可以大大减少腹板的材料和其上的加强筋，从而使桥式起重机的主梁得以大大减轻，从而降低制造成本。 本论文旨在对我国起重机的现代设计方法作一些尝试和探索，而用波形腹板代替平直腹板还是首创性的想法，因此还有不完善的地方。同时论文重在对理论方法的研究，如要应用于生产实际还需要进一步实验、分析研究。但本论文的提出的新思想以及所运用的研究方法对我国起重机行业探索和运用现代设计方法相信会有一定的启发和推动作用。
刘世杰[5]2014年在《200t桥式起重机动力学分析与仿真》文中指出本文选用额定起重量为200t，跨度为31m的箱型双梁桥式起重机作为研究对象；桥式起重机具有结构紧凑，操作方便、灵活，起重量和作业范围大的特点；其主要用在厂房内搬运大型零部件或者重型装置，例如大型石化容器、大型铸锻件、大型变压器、大型电站设备等；工作效率高。针对国内桥式起重机采用常规设计方法存在不足的情况，在设计和分析过程中对其进行动力学仿真，模拟桥式起重机在不同工况下的运行状态，获得相应的参数，改善常规设计方法的不足之处。首先，通过常规设计，确定200t/31m桥式起重机结构的几何参数；其次，根据桥式起重机的起升工况、大车运行工况以及小车运行工况，建立其相应的动力学数学模型，并用拉格朗日方程推导出桥式起重机的动力学方程，分析其位移以及载荷随时间的变化情况；然后，利用SolidWorks创建桥式起重机的叁维模型，并导入到ADAMS中；最后，对仿真有重要影响的钢丝绳模型进行研究，并在ADAMS中完成桥式起重机整机模型的装配，进行刚体动力学仿真分析。对200t桥式起重机进行动力学仿真分析，有利于克服由于采用传统的静态设计方法或者采用有限元分析方法而无法评估整机动态性能的缺点；利用计算机技术把设计、仿真、分析综合应用于桥式起重机的设计过程中，提高了其可靠性和经济性，缩短了设计周期，具有重要的意义。
王德伟[6]2007年在《智能控制在桥式起重机上的研究及应用》文中研究说明桥式起重机是桥架型起重机的一种,它依靠起升机构和在水平面内的两个相互垂直方向移动的运行机构,能在矩形场地及其上空作业,是工矿企业广泛使用的一种起重运输机械。它具有承载能力大,工作可靠性高,制造工艺相对简单等优点。但在实际使用中,由于传统桥式起重机的电控系统采用转子回路串接电阻进行有级调速,控制方式为继电-接触器控制,采用这种控制方式的起重机机械特性软,负载变化时转速也变化,调速不理想,所串电阻长期发热,电能浪费大,效率低;继电-接触器控制系统可靠性差,操作复杂,故障率高,控制柜体积大;桥式起重机工作环境差,工作任务重时,电动机以及所串电阻烧损和断裂故障时有发生。要从根本上解决这些问题,只有彻底改变起重机传统的电气控制控制方式。近年来,随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展,同时也带动电气传动和自动控制领域的发展。其中,具有代表性的交流变频调速装置和可编程控制器获得了广泛的应用,为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机系统的应用提供了有利条件。变频技术的运用使得起重机的控制系统从整体上得到较大提高,可以解决传统桥式起重机控制系统存在诸多的问题,变频调速以其可靠性好、调速范围宽、能够实现无级调速、节能效益显着的特性在起重运输机械行业中具有广泛的发展前景。同时,采用可编程序控制器代替传统的继电-接触器控制系统,减小了控制系统的中间环节,减少了控制元件和控制线,极大地提高了起重机控制系统的稳定性和可靠性。
程慧[7]2012年在《基于退火遗传算法的桥式起重机主梁优化设计及软件实现》文中研究说明通用桥式起重机是国民经济建设的重要起重设备，对我国的现代化生产和基础设施的建设起着至关重要的作用。桥式起重机的金属结构占整机重量的60%以上，沿用至今的起重机金属结构设计理论偏于保守，主要表现在安全系数过高，结构自重偏大，这样就人为造成起重机的整体尺寸和重量过于庞大。若能保证在强度、刚度、稳定性的前提下，将其重量尽可能的减小，不仅有利于运输安装，同时也会使制造成本大大降低。因此，采用合理的优化设计方法对桥式起重机的金属结构进行优化，是起重机设计中必不可少的一个环节。到目前为止，国内外不少学者对起重机金属结构的优化问题进行了研究，并取得一定的成果，概括起来所使用的方法主要有：惩罚函数法、随机方向法、复合形法、遗传算法等。然而这些方法主要在优化目标的提高上做了大量工作，未对其优化性能(优化速度和全局收敛性)进行任何探讨，而一个真正实用有效的优化方法不仅要具有好的优化结果，更应具备优良的优化性能。目前用于起重机金属结构优化设计的遗传算法，基本将问题归类为混合变量的优化问题，造成必须对优化后的设计变量进行圆整；另外，基本遗传算法均存在着早熟、收敛速度慢及全局收敛率低的缺陷。鉴于此，考虑在生产实践中，人眼所能辨识的精度及单轧钢板的公称厚度“1.”对钢板所规定的厚度尺寸，重新定位起重机金属结构的优化设计属于约束、非线性、离散变量的优化设计问题，避免了对优化后的设计变量必须进行圆整的现象；并针对遗传算法的固有缺陷将具有较强局部搜索能力模拟退火算法融入到改进的遗传算法中，形成一种混合算法——自适应模拟退火遗传算法(Adaptive Simulated Annealing Genetic Algorithm，简称ASAGA)，由于新算法强化了各自的优点，弱化了各自的缺点，达到了行为互补，通过实例验证了其较好的优化性能。基于Visual C++6.0开发平台，以通用桥式起重机主梁截面积为目标函数，建立通用桥式起重机箱形主梁优化设计的数学模型，应用所形成的混合算法编制“起重机箱形主梁优化”软件，进行通用桥式起重机主梁截面的优化，并将优化结果与工程实例进行对比，在满足主梁所要求的各种约束条件下使优化后的主梁截面积减少了19.9%，说明应用该软件能降低起重机重量，减少钢材消耗，达到了节约成本和提高设计效率的目的。
尉鹤缤[8]2016年在《基于改进退火—粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计》文中研究说明随着全球经济迅速发展,工业生产规模不断扩大,桥式起重机作为一种重要的物料装卸和搬运设备,广泛应用于建材、运输、矿山、制造业和石油化工等领域。目前,我国桥式起重机设计多采用传统的许用应力法和极限状态法,传统设计方法虽然能满足工程需要,但材料浪费严重、结构尺寸较大、能耗较高。桥架结构占桥式起重机总重60%~80%,而主梁又是桥架重要组成部分,是桥式起重机最主要的承载部件,为使我国桥式起重机向着安全可靠、轻量化、低能耗方向发展,对桥式起重机主梁进行结构优化设计显得尤为重要。本文采用改进退火-粒子群混合优化算法(SA-PSO)对桥式起重机主梁进行优化设计,其内容主要包括:(1)介绍桥式起重机结构组成,对其进行载荷计算。确定主梁截面的五个尺寸参数为设计变量,以制造工艺、边界尺寸、力学性能等方面的要求为约束条件,以主梁截面面积最小为目标函数,构建箱形主梁优化设计数学模型;(2)分析模拟退火算法(SA)和粒子群算法(PSO)的优缺点,取长补短,将“优选粒子”引入粒子群算法后,再与模拟退火算法相互结合,得到改进模拟退火-粒子群混合优化算法。通过测试函数和主梁优化实例对改进SA-PSO混合算法进行验证,证明改进SA-PSO混合优化算法的可行性和合理性;(3)以30t/25.5m正轨箱形双梁桥式起重机主梁为研究对象,以MATLAB软件为实现工具,运用改进SA-PSO混合算法对起重机主梁进行优化,优化后主梁截面面积减少到31230mm2,明显减轻主梁自重,达到优化设计目的;(4)利用有限元软件ABAQUS,对改进退火-粒子群混合算法优化后的正轨箱形双梁桥式起重机进行静态分析、模态分析和谐响应分析,分析结果表明优化后主梁符合强度、刚度要求,优化后桥式起重机结构合理、动态性能良好。
许伟[9]2011年在《通用桥式起重机方案设计系统的研究与实现》文中研究指明目前,我国起重机工业发展潜力大,前景好,桥式起重机作为应用范围最广的起重运输机械,在机械、冶金、交通、矿山的各类车间、仓库,在室内或露天固定跨间作装卸、搬运及起重工作。它是工厂室内物流系统必不可少的机械设备。但目前国内的桥式起重机设计手段还不完善,整体技术含量偏低等问题日益突出。本文的研究工作正是为了提高桥式起重机的设计水平,实现通用桥式起重机的方案设计过程程序化,目的在于将设计人员从大量繁琐的重复劳动中解放出来,提高起重机方案设计的效率和质量。本文根据通用桥式起重机机构、结构的工作特点,对通用桥式起重机的方案设计进行了较为全面、系统而深入的研究,并结合现代设计方法,研究了通用桥式起重机方案设计系统。同时,以Visual Studio 2005作为系统开发平台,采用VB.NET作为开发语言,编制了通用桥式起重机方案设计的专用软件。本文的主要工作如下：(1)通用桥式起重机方案设计体系的研究。深入研究通用桥式起重机方案设计的内容,确定方案设计的设计计算方法与设计流程。(2)起重机车轮直径与轨道确定的研究。基于GB/T 3811-2008《起重机设计规范》,重新编制车轮与轨道的许用轮压表,用于车轮直径与轨道的确定。(3)箱形梁截面的经济梁高计算方法的研究。对主梁经济梁高的计算公式进行重新推导,推导过程更加清晰、易于理解；同时,使得强度条件决定的经济梁高和刚度条件决定的经济梁高具有了统一的形式,使用更加方便。(4)主梁有限元参数化建模与分析的研究。研究基于APDL的有限元参数化建模与分析技术,实现主梁的有限元计算。(5)通用桥式起重机方案设计系统的研究与开发。研究通用桥式起重机机构及主梁的设计过程,并对其进行功能划分,确定各功能模块,构建系统框架；对通用桥式起重机设计中涉及到的数据信息进行分析,完成数据库的设计；采用面向对象的程序设计方法,研究开发通用桥式起重机方案设计软件。本文以200/50t通用桥式起重机为设计实例,验证该系统的科学性和实用性。结果表明,所开发的方案设计系统只需输入基本参数,系统就可快速完成方案设计,并形成方案书,大大缩短了方案设计周期,提高了设计效率。
刘彩霞[10]2003年在《基于面向对象技术的起重机参数化设计系统研究》文中研究说明论文主要对基于面向对象技术的起重机参数化设计系统进行了研究。 在深入学习面向对象技术、参数化技术和数据库管理系统的基础上，本文完成了基于面向对象技术的起重机参数化设计计算系统的开发。本系统采用面向对象的思想实现了设计过程的参数化，要实现的主要功能是自动处理提交参数，系统自行完成机构的设计计算和分析选择，设计结果自动保存并生成输出设计文档。 根据系统所要实现的功能，该系统以桥式起重机为例，采用面向对象的思想抽象出桥式起重机类来表述桥式起重机对象，通过桥式起重机的设计计算程序对起重机各机构进行计算分析和选择查询，数据库部分存储了起重机设计手册中一些常用标准零部件的各种数据。 桥式起重机类封装了起重机的基本信息和对这些信息的基本操作。起重机的参数化设计计算采用面向对象的程序编制方法在Windows平台上用Visual C++6.0进行开发，充分利用对象的四个主要特性，尤其是类和继承的特性，使系统的构建更显合理。用SQL Server技术建立适合面向对象技术的数据库，完成对数据库的访问。基于AutoCAD2000，使用VC++6.0和ObjectARX2000开发工具分别对一些标准的零部件或常用件进行参数化绘制，最后按照相互之间的位置关系，将它们组装成一个较为完整的图形，实现了桥式起重机设计系统的参数化。 基于面向对象技术的起重机参数化设计系统结合面向对象技术和参数化设计计算的思想，充分利用各相关技术，对桥式起重机部分机构进行设计计算，方便设计人员设计，缩短了设计周期，提高了工作效率。
参考文献：
[1]. 基于VC++和ANSYS接口的参数化桥式起重机桥架有限元分析系统[D]. 付韬韬. 武汉科技大学. 2008
[2]. 起重机快速设计系统的开发[D]. 杨洪山. 重庆大学. 2004
[3]. 桥式起重机弧弦主梁的设计与优化[D]. 蒋连海. 中南林业科技大学. 2014
[4]. 桥式起重机箱形主梁腹板新型结构研究[D]. 刘云峰. 昆明理工大学. 2001
[5]. 200t桥式起重机动力学分析与仿真[D]. 刘世杰. 太原科技大学. 2014
[6]. 智能控制在桥式起重机上的研究及应用[D]. 王德伟. 武汉科技大学. 2007
[7]. 基于退火遗传算法的桥式起重机主梁优化设计及软件实现[D]. 程慧. 太原科技大学. 2012
[8]. 基于改进退火—粒子群混合算法的桥式起重机主梁优化设计[D]. 尉鹤缤. 河北工程大学. 2016
[9]. 通用桥式起重机方案设计系统的研究与实现[D]. 许伟. 大连理工大学. 2011
[10]. 基于面向对象技术的起重机参数化设计系统研究[D]. 刘彩霞. 大连理工大学. 2003
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