通用桥式起重机结构理论建模与CAD系统开发

论文摘要

目前,在市场上已有形形色色的各种机械CAD软件,起重机也不例外。但这些软件都各有侧重,各有其明显的特点和优势,没有集各种功能于一体的专业化的系统软件,尤其在起重机行业,对该类软件的需求更为迫切。而桥式起重机又占有较大的市场,因此,开发出一套桥式起重机CAD系统软件迫在眉睫。通过对通用桥式起重机CAD系统软件各部分功能及特点的分析,将该软件分为以下几部分:输入模块、几何尺寸计算模块、结构理论分析与建模、优化设计模块、可视化设计模块、二维参数绘图模块、三维建模模块、结构计算说明书模块、有限元分析模块等。而本文主要研究输入模块、结构理论分析与建模及二维参数绘图模块。在输入模块中,提供数据文件及对话框两种输入方式;结构理论分析与建模模块中,通过编制一系列的结构计算与验算函数可以确定出目标函数与约束条件,供优化设计模块使用;在二维参数绘图中,通过程序生成SCR命令文件接口,然后调用驱动AutoCAD绘图。本文采用Windows操作系统,VC++语言开发工具,AutoCAD图形支撑软件,完成了桥式起重机CAD系统软件的部分开发。在设计该软件时,将新修订的《起重机设计规范》中极限状态法和以定位精度/控制系统完善程度/静刚度引入起重机结构设计,通过程序计算及优化结果可以得出极限状态法较许用应力设计法呈现出更为经济、实用的优点,对起重机的节能降耗具有重大意义,应大力推广应用。本文的思路及方法还可以应用到其它各类起重机的CAD系统软件开发中,从而可将各类起重机的CAD系统软件合并为一个完整的起重机CAD系统软件,满足更大的市场需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 CAD 技术概况及发展趋势
• 1.1.1 CAD 系统组成
• 1.1.2 CAD 的意义和特点
• 1.1.3 CAD 技术发展历程
• 1.1.4 CAD 技术发展趋势
• 1.2 课题提出的背景及研究意义
• 1.2.1 桥式起重机结构理论建模的意义
• 1.2.2 桥式起重机结构CAD 系统开发的意义
• 1.3 课题的研究内容及技术路线
• 1.3.1 桥式起重机结构理论建模
• 1.3.2 面向对象的数据结构在桥式起重机CAD 系统中的应用
• 1.3.3 二维参数绘图在桥式起重机CAD 系统中的应用
• 第二章 金属结构设计方法研究
• 2.1 引言
• 2.2 金属结构设计方法概述
• 2.3 许用应力设计法理论
• 2.3.1 许用应力设计法基本概念及原理
• 2.3.2 各种许用应力值的确定
• 2.4 极限状态设计法理论
• 2.4.1 研究极限状态设计法的意义
• 2.4.2 极限状态设计法基本概念及原理
• 2.4.3 各种应力极限状态值的确定
• 第三章 许用应力法和极限状态法在桥式起重机结构理论建模中的应用
• 3.1 桥式起重机桥架简介
• 3.1.1 桥式起重机基本工作原理
• 3.1.2 桥式起重机桥架简介
• 3.2 桥架设计的计算载荷及其组合
• 3.2.1 固定载荷
• 3.2.2 移动载荷和小车轮压
• 3.2.3 水平惯性载荷
• 3.2.4 偏斜侧向力
• 3.2.5 扭转载荷
• 3.2.6 载荷组合
• 3.3 许用应力和极限状态法在桥式起重机箱形主梁设计中的对比应用
• 3.3.1 垂直载荷
• 3.3.2 水平载荷
• 3.3.3 主梁强度
• 3.3.4 主梁疲劳强度
• 3.3.5 主梁稳定性
• 3.4 许用应力和极限状态法在桥式起重机箱形端梁设计中的对比应用
• 3.4.1 垂直载荷
• 3.4.2 水平载荷
• 3.4.3 端梁强度
• 3.4.4 端梁疲劳强度
• 3.4.5 端梁稳定性验算
• 3.4.6 端梁拼接验算
• 3.5 桥架结构的焊缝、刚度及拱度计算
• 3.5.1 主梁与端梁的连接计算
• 3.5.2 刚度计算
• 3.5.3 桥架的拱度计算
• 3.6 数学模型的建立
• 3.6.1 优化变量和目标函数
• 3.6.2 约束条件的建立
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文及研究成果