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抓斗挖泥机人字架结构优化设计及动力学分析
| 论文题名： | 抓斗挖泥机人字架结构优化设计及动力学分析 |
| 关键词： | 工程船舶;大型挖泥船;船舶设计;CAD技术 |
| 摘要： | 大型挖泥船的整体设计中起到连接作用的人字架受力比较繁多；本身布置和几何尺寸极大影响了起升变幅机构的机构设计选型，也影响着转台上筋板布置及转台的弯矩分布，三套卷扬机构的布局；因此快速合理的设计就很有必要。本课题以优化设计理论、有限元理论及动力学理论为基础，结合ANSYS、Matlab和ADAMS软件对人字架进行研究。重点研究人字架结构进行几何尺寸优化设计，有限元强度分析及动态力学性能。 本研究主要内容包括：⑴结合挖泥机人字架部件的设计方案，对人字架系统进行受力分析。⑵在Matlab里建立人字架几何尺寸优化模型。以人字架质量减少为目标函数，以前撑杆与转台平面面夹角、工字钢及箱型梁的板厚、宽度和高度四个变量，以稳定性、长细比、变幅拉力限制、等约束条件，结合fmincon函数作出优化分析。⑶将上述优化模型的优化结果代入，对人字架进行施工设计，依照优化参数，在 ANSYS里建立几何尺寸优化后的人字架有限元模型。进行强度和刚度校核，并与原先方案设计时的有限元模型进行主要截面的强度、刚度对比分析，得出结论。⑷将优化后的人字架有限元模型及臂架有限元模型一起导入到ADAMS模型里，建立柔体模型；并将在 Solidworks里建立的转台刚体模型导入到ADAMS模型里，进行仿真分析，得出变幅拉力绳、起升绳、开闭绳的拉力随时间变化的曲线；计算出动载系数，进行动力学分析。进一步得出人字架其中的10个节点最大的应力；最后将起升、变幅钢丝绳的拉力反馈回Matlab进行进一步分析。 |
| 作者： | 秦亮亮 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 郭燕;徐长生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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