桥式起重机主梁的有限元分析及优化设计

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桥式起重机是一种主要应用于室内车间用于运输的特种设备，主要作用是完成重物和维修设备的搬运。桥式起重机的运用有效的提高了工人的劳动效率，并且减少了作业人员的事故率。主梁是起重机的主要受力部件，因此对主梁参数和各种不同受载情况的研究就变得尤为重要。通过模拟各种环境下起重机的实际作业情况，对桥式起重机主梁进行了相应的有限元分析研究，在此基础上，对主梁横截面参数进行了优化设计研究，大大降低了起重机桥架的质量，从而实现了简化结构、降低重量和制造成本的目的。
　　本文以某厂生产的QD桥式起重机为例，主要研究了以下几个内容：
　　（1）分析研究了桥式起重机目前发展状况和存在的问题。对桥式起重机主梁进行了相应的理论计算，在此基础上，运用三维设计软件对桥式起重机的主梁进行了参数化建模研究，并采用动态静力法对其进行了有限元分析研究，研究分析主梁在静态和动态工况下承受不同载荷时的应力、变形等情况。
　　（2）研究起重机在室外时受到外界条件（如：风载荷）的影响，计算了平均风载荷的大小。研究中添加平均风载荷对其主梁的影响，并运用Solidworks软件对桥式起重机的主梁进行有限元分析，得出主梁在风载荷作用下的应力、变形等情况。
　　（3）研究并建立了桥式起重机静态和瞬时冲击力模型。通过理论分析研究，对主梁的固有频率、提升重物瞬时冲击引起的冲击力以及冲击力引起的振幅进行了计算，在此基础上，研究了冲击动载荷对主梁强度和刚度的影响，并对其振动模态进行了分析研究。
　　（4）研究并建立了主梁的优化目标模型，通过理论分析计算获得主梁截面的目标函数及各项约束函数，运用MATLAB进行优化计算，得出主梁在满足目标函数条件下的合理结果，从而实现优化目的。

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作者
张雨;
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作者单位

武汉工程大学;

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授予单位武汉工程大学;
学科机械工程
授予学位硕士
导师姓名何毅斌;
年度 2014
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类龙门式（门式）;
关键词
桥式起重机; 主梁结构; 冲击动载荷; 优化设计; 振动模态分析;

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