900t架桥机导梁支腿的结构分析与优化设计

论文摘要

本论文以HHMC 9000kN整机过隧式架桥机为研究对象,对导梁机的前、中、后滚轮支腿进行了结构设计与计算。第一阶段的结构设计计算以传统计算方法作为依据,得到了架桥机导梁机滚轮支腿的结构形式与相关板厚参数。随后采用大型有限元计算软件ANSYS作为分析计算手段,对设计结果进行了静强度与刚度分析计算,并校核了其稳定性,得出滚轮支腿满足强度与刚度要求,且有一定富余。然后以导梁中支腿与导梁前1支腿为例,建立了导梁中支腿与导梁前1支腿的参数化有限元优化模型,利用ANSYS的优化分析模块OPTDESIGN进行优化分析,得出了导梁中支腿与前1支腿较合理的几何截面尺寸,并对优化后的导梁中支腿与前1支腿进行了静强度、刚度与稳定性重计算,验证了优化后结果的可行性。由于整机过隧式架桥机在国内还属空白,几乎所有类型的国产架桥机都很难适应桥隧相连的工作环境,此次整机过隧式架桥机的研发,对国内相似设备的研制,起到了一定的推动作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外架桥机发展状况
• 1.2.1 国内架桥机发展状况
• 1.2.2 国外架桥机发展状况
• 1.3 HHMC 9000KN整机过遂式架桥机主要技术方案和特点
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 导梁机滚轮支腿的设计计算
• 2.1 导梁机滚轮支腿的型式确定
• 2.1.1 导梁机中支腿的型式确定
• 2.1.2 导梁机前1与前2支腿的型式确定
• 2.2 技术设计
• 2.2.1 设计依据
• 2.2.2 主要技术参数设计
• 2.3 导梁中支腿的设计计算
• 2.3.1 导梁中支腿受力分析
• 2.3.2 导梁中支腿的型式确定
• 2.3.3 中支腿各部计算
• 2.3.4 导梁机中支腿的整体和局部稳定性计算
• 2.3.5 滚轮的设计与计算
• 2.3.6 挂轮机构的设计与计算
• 2.4 导梁前1、前2支腿的设计计算
• 2.4.1 导梁前1、前2支腿受力分析
• 2.4.2 导梁前1、前2支腿型式确定
• 2.4.3 导梁前1支腿各部设计计算
• 2.5 本章小结
• 第三章 导梁支腿结构强度、刚度及稳定性分析
• 3.1 有限元法理论
• 3.1.1 有限元法概述
• 3.1.2 有限元法分析步骤
• 3.2 导梁支腿有限元模型的建立
• 3.2.1 导梁支腿的结构特点
• 3.2.2 导梁支腿有限元模型建立的条件
• 3.3 导梁支腿结构静强度、静刚度分析
• 3.3.1 导梁中支腿静强度、静刚度分析
• 3.3.2 导梁前1、前2支腿静强度、静刚度分析
• 3.4 导梁支腿稳定性分析
• 3.4.1 稳定性的基本概念
• 3.4.2 导梁支腿稳定性分析计算结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 导梁支腿的优化设计
• 4.1 优化设计理论
• 4.1.1 优化设计的基本概念
• 4.1.2 优化问题的分类
• 4.1.3 ANSYS软件环境下的设计优化
• 4.2 前1支腿的优化设计
• 4.2.1 前1支腿优化数学模型的建立
• 4.2.2 前1支腿有限元分析模型的建立
• 4.2.3 前1支腿优化计算
• 4.3 前1支腿优化后重计算
• 4.3.1 前1支腿优化后静强度与静刚度计算
• 4.3.2 前1支腿优化后稳定性计算结果
• 4.4 中支腿的优化设计
• 4.4.1 中支腿优化数学模型的建立
• 4.4.2 中支腿有限元分析模型的建立
• 4.4.3 中支腿优化计算
• 4.5 中支腿优化后重计算
• 4.5.1 中支腿优化后静强度与静刚度计算
• 4.5.2 中支腿优化后稳定性计算结果
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢