折臂式随车起重机动臂轻量化设计

动臂是折臂式随车起重机的重要部件,其设计质量直接影响整机的工作可靠性。为实现动臂轻量化设计,提出了基于有限元技术与拓扑优化方法相结合的折臂式随车起重机动臂快速设计方法。通过该设计方法最终得到优化后的动臂拓扑结构及应力分布。结果显示:优化后的最大应力符合设计要求,而质量较优化前降低15.1%,验证了该方法的实用性和有效性,同时表明了该轻量化设计方法在机械产品设计中具有很好的使用价值。     

工程起重机

正轮式起重机GJ20172071折臂式随车起重机动臂轻量化设计[刊,中]/赵云亮…//起重运输机械.-2016,(12).-27~30动臂是折臂式随车起重机的重要部件,其设计质量直接影响整机的工作可靠性。为实现动臂轻量化设计,提出了基于有限元技术与拓扑优化方法相结合的折臂式随车起重机动臂快速设计方法。通过该设计方法最终得到优化     

折臂式随车起重机底座有限元分析

以某折臂式随车起重机底座为研究对象,利用Pro/E建立底座简化后的三维模型,并联合有限元分析软件Ansys对随车起重机底座进行强度计算和有限元分析,得出了底座的应力和应变分布。通过对比5种工况分析,结果表明:设计的底座结构及选材能够满足强度和刚度要求,但安全余量不大,这对折臂式随车起重机底座的设计与改进有一定的参考价值。     

折臂式随车起重机动臂有限元分析

起重作业时,动臂作为重要承载部件会承受很大的复合外力,影响动臂的强度,甚至造成动臂变形。针对随车起重机动臂的强度刚度要求,利用Pro/E软件对某折臂式随车起重机进行三维建模,模拟起吊13t重物,进行动力学分析,得到动臂的受力曲线图,并以其中吊臂液压缸压力最大的工况为典型工况,进行ANSYS有限元分析,得到动臂的位移以及应力分布云图。分析结果表明,在多板焊接处存在应力集中现象,在设计中增加应力集中位置处的板厚,提高折臂式随车起重机的力学性能。     

折臂式随车起重机的参数化动力学研究

运用Creo和MATLAB软件对折臂式随车起重机进行了参数化动力学研究。首先给出了折臂式随车起重机的Creo动力学模型的建立方法,以此模型对某工况下各个杆件的受力情况进行了分析,并将其绘制受力总揽图,得出动臂油缸在动力学分析过程中的地位。然后分析了折臂式随车起重机工况特点,并对低幅度工况和中高幅度工况进行了仿真分析。最后给出了吊重质量、伸缩臂长度和运行速度与动臂油缸受力的偏微分关系,求解偏微分方程从而给出MATLAB参数化的办法。为折臂式随车起重机的机构设计提供了一种高效便捷的方法。     

双回转铁路救援起重机转台拓扑结构设计

为了解决铁路起重机转台初始结构设计的瓶颈问题,提高转台结构设计的科学性和理论性,结合目前拓扑优化技术在结构优化中的应用,以协同仿真软件ANSYS Workbench为拓扑优化工具,参考我国自主研发的QTJS160铁路救援起重机,对双回转铁路救援起重机转台结构进行优化。校核优化前、后转台结构的应力与变形量,找到结构的危险点。经过对比分析,拓扑优化后的转台结构对材料的利用更加充分,转台应力分布更加均匀,且转台整体质量大幅度下降,实现了转台的轻量化设计。     

基于Matlab GUI的折臂式随车起重机运动学仿真

运用Matlab对折臂式随车起重机进行了运动学仿真研究,建立了折臂式随车起重机的运动学数学模型。针对吊点速度和加速度解析解异常繁琐和复杂,提出了吊点速度和加速度的数值解法,给出了Matlab GUI对话框的程序格式。并以某型号的折臂式随车起重机为例进行了仿真计算,实现了对包络图、速度和加速度图的绘制。给出了Matlab计算程序运行时间的办法,证实了Matlab编程能实现包络图、速度和加速度图的快速绘制,为折臂式随车起重机的机构设计提供了一种高效便捷的方法。     

折臂式随车起重机的参数化起重特性研究

运用Matlab对矿用折臂式随车起重机进行特性研究。针对强度和整机稳的角度绘制起重特性曲线的异常繁琐和复杂,提出了参数化起重特性曲线的绘制方法,给出了Matlab GUI对话框的程序格式。并以某型折臂式随车起重机为例进行仿真计算,用参数化绘制出起重特性图,给出了Matlab计算程序运行时间的方法,证实了Matlab编程能实现起重特性图的快速绘制,为折臂式随车起重机的机构设计提供了一种高效便捷的方法。     

折臂式随车起重机变幅机构动力学仿真分析

以某折臂式随车起重机为研究对象,建立其变幅机构力学模型,并对其动臂油缸受力情况进行分析研究。运用Pro/Engineer和ADAMS软件建立样机模型,求得动臂油缸受力,从而确定折臂式随车起重机液压系统的系统压力,并为其整个工作机构优化设计提供理论依据。     

基于ADAMS的折臂式随车起重机变幅机构铰点优化设计

以大吨位折臂式随车起重机为研究对象,利用动力学分析软件ADAMS,建立随车起重机的动力学仿真模型并对其进行全工况仿真,得到各构件受力及变幅液压缸受力情况,并采用优化设计方法、灵敏度分析,对变幅机构各铰点布置进行优化。优化分析结果表明,优化后结构更加紧凑,各铰点和动臂液压缸受力得到改善,提升结构可靠性,同时也验证了该优化设计方法可行有效。     

随车起重机底盘及整机工况仿真分析计算

在进行随车起重机典型受力工况分析时,充分考虑底盘车对整机的影响,对随车起重机各主要部件进行受力分析和仿真分析计算,从而确定起重机各部分结构是否满足设计要求。文中以某型随车起重机为例,安装于某已知类型底盘车,在此状态下对随车起重机进行受力分析,并考虑恶劣风载作用下对起重机受力的影响,最终对整机进行静应力仿真,对薄弱应力点进行优化设计。     

随车起重机主升臂的动力特性分析及应用

通过对随车起重机主升臂的动力特性分析,可以深入理解随车起重机主升臂的运动特征,为随车起重机的起重性能参数提供理论支持,并将分析结果进行实际应用。     

桅杆起重机的转台和臂架有限元分析

对桅杆起重机的转台及臂架在起升载荷下的受力情况进行了分析和计算,利用Ansys有限元软件对起重机的结构进行了静力计算,得到了结构的应力分布,并对应力分布结果进行分析,提出改进意见。     

桥式起重机箱型主梁周期性拓扑优化设计

桥式起重机主梁长度方向尺寸远大于高度和宽度方向,常规的拓扑优化方法无法获得清晰的、周期性的拓扑形式或求解困难。为了实现桥式起重机主梁的拓扑优化,得到具有周期性的、易于加工的结构拓扑形式。把主梁优化域划分成若干个子域,构建子域与优化域之间的关系。建立以优化域内单元相对密度为设计变量、以体积约束下最小柔度为目标函数的主梁周期性拓扑优化数学模型。在主梁强度和静态刚度准则下开展主梁周期性拓扑优化应用研究。结果表明,在优化过程中,各子域内同时出现孔洞,且具有周期性。直到周期性拓扑优化结束,获得具有类似“桁架式”结构的拓扑形式。子域数目取值不同时,均可获得周期性的拓扑形式,且具有良好的一致性和工艺性。为桥式起重机结构轻量化研究提出一种可行的方法。     

OptiStruct在风洞设备结构优化设计中的应用

本文应用HyperWoks的集成模块OptiStruct对风洞架车转盘的回转台面在给定位移和应力约束条件下以体积作为优化目标进行了轻量化设计,首先通过拓扑优化明晰了结构设计形式,然后通过尺寸优化进行细节优化设计,结构优化后减重达到27%。     

桅杆式起重机吊臂组件有限元分析与优化设计

以800 t/30 m桅杆式起重机为例,对其箱形梁式吊臂结构进行有限元强度分析。利用ABAQUS软件数值模拟了4种工况下吊臂的结构应力和变形,对优化前后的结构进行力学性能对比,并分析了优化设计对结构模态的影响。计算结果表明,各载荷工况下吊臂结构最危险位置均发生在主吊臂与转台的连接处,提升重物的绞点处次之,有局部应力集中现象;通过优化吊臂局部结构和钢板厚度,达到了减轻自重、提高强度和刚度的效果,且优化结果十分可观。     

高精密单轴伺服转台结构设计

文中从总体需求出发,设计了一台高精密单轴伺服转台。根据总体技术指标要求,确定转台与安装平台及负载的接口尺寸;通过计算转台承受的负载和实际工况,选择直流力矩电机直接套轴驱动的传动方式;依据光栅测角传感器特点,选择单光栅与2个读数头结合的方式来提高测角精度。采用有限元分析方法完成转台的静力学性能分析和动力学模态分析,得出在仿真条件下转台的应力分布和位移分布情况以及转台前6阶振型和固有频率。结果表明,该型转台满足系统的技术指标要求,设计合理可行。     

桥式起重机有限元分析和疲劳寿命研究

以某180 t×24.85 m冶金桥式起重机为对象,应用有限元分析软件Ansys研究桥架的变形和应力分布状态,并与现场测试结果进行对比分析。结果表明,该起重机的最大挠度、静态Von Mises等效应力和第一阶固有频率均符合起重机设计规范要求。通过无损探伤发现桥架北主梁的下盖板上有裂纹,应用有限元分析和损伤容限设计对起重机裂纹的疲劳寿命进行研究,其分析数据可为起重机的日常维护检修和安全评估提供参考。     

四种工况下挖泥船吊机的有限元分析

以ABAQUS有限元分析软件为工具,建立挖泥船维修吊机三维有限元模型。通过施加载荷和边界条件,对四种典型工况下吊机各构件的应力危险区、油缸轴力进行了有限元分析,并做了相关理论计算,重点讨论了应力产生比较集中的区域,分析了产生的原因并提出了一些建议。对于挖泥船吊机油缸的选择、吊机整体的设计和进一步优化提供了理论依据。