某履带起重机车架参数化分析系统开发

论文摘要

履带起重机以其接地比压小、起重量大、作业高度和幅度大、吊重作业不需打支腿、可带载行驶等优点,愈来愈显示其优越性。近年来履带起重机发展迅速。目前,履带起重机向超大吨位发展的趋势日趋明显。作为履带起重机的主要结构件之一的车架,随着产品吨位跨度的增大,外形尺寸也随之增大,但同时受各种因素的制约,在外形尺寸不能无限增大的情况下,结构型式也出现了一些新的变化。因此,对车架结构进行有限元分析计算是十分必要的。本文分析了车架的结构特点,在有限元参数化技术、ANSYS二次开发技术、VB编程技术和数据库技术深入研究的基础上,开发了某履带起重机车架参数化分析系统。论文的主要研究工作如下：(1)本论文根据某履带起重机车架结构的工程实际和产品的设计要求,简化力学模型,提取特征参数,确定合理的单元类型、载荷及约束条件,应用ANSYS的参数化设计语言APDL建立履带起重机车架结构的有限元模型；(2)对车架结构进行有限元分析,主要包括静强度分析、模态分析和瞬态分析,并根据分析结果对车架结构进行强度、刚度校核。以车架结构的总重量为优化目标,对车架的截面尺寸进行优化,得到了更为经济合理的结构。(3)利用VB开发GUI界面的便捷性,研究开发了某履带起重机车架参数化有限元分析系统,实现了快速建模和确定工况下的计算分析等过程,为设计研发人员提供了快速简便的车架结构计算分析平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外履带起重机的发展现状
• 1.3.1 国外履带起重机的发展状况
• 1.3.2 国内履带起重机的发展状况
• 1.3.3 履带起重机的未来发展趋势
• 1.4 参数化在有限元领域的研究
• 1.5 本文主要的研究内容
• 第2章 车架的静力学特性分析
• 2.1 履带起重机简介
• 2.1.1 履带起重机的结构特点
• 2.1.2 履带起重机的车架结构
• 2.2 车架的力学模型
• 2.3 车架的参数化模型的建立
• 2.3.1 建模原则及单元选择
• 2.3.2 车架特征参数的提取
• 2.3.3 计算工况及加载方式
• 2.3.4 边界约束条件
• 2.4 车架结构的静力分析
• 2.4.1 许用强度的确定
• 2.4.2 计算结果分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 车架的动力学特性分析
• 3.1 车架结构的模态分析
• 3.1.1 模态分析的理论基础
• 3.1.2 模态分析求解方法
• 3.1.3 边界条件的给定及求解
• 3.1.4 模态分析结果
• 3.1.5 工作频率的计算
• 3.2 车架结构的瞬态分析
• 3.2.1 瞬态分析的理论基础
• 3.2.2 瞬态分析求解方法
• 3.2.3 瞬态分析阻尼的选取
• 3.2.4 瞬态载荷的确定
• 3.2.5 瞬态结果分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 车架的优化设计
• 4.1 优化设计方法
• 4.1.1 优化设计的基本概念
• 4.1.2 优化设计数据的流程图
• 4.1.3 优化设计的步骤
• 4.2 车架最优化模型的建立
• 4.2.1 确定目标函数
• 4.2.2 定义设计变量
• 4.2.3 定义状态变量
• 4.2.4 优化方法的选择
• 4.3 车架优化结果
• 4.4 优化结果圆整及校核
• 4.5 本章小结
• 第5章 软件系统开发
• 5.1 软件开发工具
• 5.1.1 Visual Basic的特点
• 5.1.2 Visual Basic 6.0的新特性
• 5.1.3 数据库的选择
• 5.2 软件系统的功能与流程设计
• 5.2.1 软件的功能
• 5.2.2 软件系统的工作流程
• 5.3 软件间的接口技术
• 5.3.1 基于VB控件的ANSYS软件
• 5.3.2 将分析结果写入Access数据库中
• 5.4 软件功能界面
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢