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船体板材成型液压机的可靠性设计研究
| 论文题名： | 船体板材成型液压机的可靠性设计研究 |
| 关键词： | 船体板材成型液压机;拓扑优化设计;可靠性设计;径向基神经网络;代理模型;故障树分析法;有限元分析 |
| 摘要： | 为满足造船新规范对船首船尾板材成形加工设备大型化的要求，针对现代船体板材成型液压机存在的一些不足，对造船液压机--移动回转压头液压机机架进行全新改进设计。结合可靠性理论对液压机机架进行可靠性评估及优化设计，在满足液压机机架高刚度的基础上，做到机身的轻量化设计，并通过刚度实验检测，验证设计的合理性。 本文具体内容如下： 1)介绍船体板材成型液压机、液压机设计方法及结构可靠性设计的研究现状，简述本课题的提出、研究意义及课题研究内容。 2)阐述液压机主机结构的设计流程，并以系列液压机15000kN规格为例，详细阐述其设计过程，并最终确定液压机的机型，各部件之间的连接形式及各截面的具体形状和筋板布置情况。 3)运用故障树分析法分析了液压机机身的失效模式，并基于FORM法对液压机机架进行了可靠性评估，包括上横梁、下横梁、立柱各部件，随后使用MCM抽样法对FORM法进行了检验。 4)针对两款不同连接形式的液压机机架：键定位机型和台肩定位机型，使用有限元法在不同工况下对其进行比较分析，分别从整机强度、刚度两方面进行比较，验证改进机型--台肩定位机型结构的合理性。 5)以15000kN规格液压机下横梁为例进行了可靠性优化设计，使用DOE进行试验设计，确定影响下横梁可靠性的主要因素，基于径向基神经网络建立代理模型，使用NSGA-Ⅱ遗传算法对液压机下横梁进行多目标的可靠性优化设计，在保证下横梁强度、刚度可靠性的基础上，做到减重的目的。 6)阐述船体板材成型液压机刚度检测的具体方法，并使用激光跟踪仪对15000kN样机进行了实际检测，通过检测结果与有限元结果的对比，验证有限元分析建模的合理性及有效性，为系列液压机的设计提供参考依据。 |
| 作者： | 李忠焕 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 陈永亮;隋岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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