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岸边集装箱起重机拉杆系统优化设计及运动仿真
| 论文题名： | 岸边集装箱起重机拉杆系统优化设计及运动仿真 |
| 关键词： | 集装箱起重机;拉杆系统;优化设计;运动仿真;有限元分析 |
| 摘要： | 岸边集装箱起重机是集装箱码头前沿装卸集装箱船舶的专用起重机。世界航运的发展，运输船队不断呈现大型化趋势。巴拿马、超巴拿马型运输船已经广泛运用。为了适应货运量的激增及船舶大型化对装卸速度的迫切要求，岸边集装箱起重机正向高效、大型化的方向发展，岸桥的尺寸和重量也在不断的增加。在进行岸边集装箱起重机设计时，如何合理利用材料，减轻整机自重，减小对码头的轮压，提高产品安全性和质量，降低成本有着重要的理论意义和经济价值。岸桥的前大梁是主要承受移动载荷构件，提高其承载能力和减轻重量更为重要。另一方面，随着集装箱运输船舶大型化的蓬勃发展和技术进步，岸桥的主要参数不断的提高，从而使得越来越多的岸桥设计采用双拉杆的形式。 对于双拉杆结构，由于是一次超静定结构，其内力与变形的计算都比单拉杆时的求解要复杂。目前岸边集装箱起重机设计主要还是参照已有的机型，结构、板厚的参数变化不大，造成许多不必要的浪费，并且岸桥结构设计中，CAD辅助设计实质上是作为设计后的校核工具，没有充分发挥其作用。论文针对岸边集装箱起重机的特点，基于有限元分析软件ANSYS的APDL参数化建模的基础上，着重对拉杆的吊点位置、前大梁结构尺寸及减轻前大梁重量进行多目标优化设计与分析，从而使前大梁受力合理，在满足强度、刚度的条件下，使其自重降低。考虑到前大梁及前拉杆的优化设计变量数目多，本文进行两次优化。首先采用最优梯度法对设计变量进行敏感度分析。参考敏感度分析的结果，进行设计变量筛选，对敏度大的设计变量再次采用一阶优化工具进行设计优化。为了更符合工程实际，对优化结果进行圆整。 岸桥拉杆系统一直依赖经验的设计方法，这种经验设计法往往设计效率不高，不具备前瞻性，比如设计制造的拉杆系统在前大梁俯仰过程中内、外前拉杆在折叠运动过程中发生干涉等情况。通过对拉杆系统俯仰过程中的运动分析，得到其运动轨迹参数。基于设计优化结果和SolidWorks参数化建模，进行干涉检查。 |
| 作者： | 汤秀丽 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 李和平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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