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基于多工况拓扑优化的高空车臂架轻量化设计
1
作者 任非凡 樊传岗 +2 位作者 孙付仲 史明杰 孙殿富 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第3期80-87,94,共9页
随着高空作业车的不断发展,臂架的轻量化需求日益突出。高空作业车在作业时臂架所处的工况复杂多变,但是传统的多工况拓扑优化法难以对模型随工况变化甚至还含有非线性接触问题的复杂模型进行求解,针对这一问题,提出了一种改进的多工况... 随着高空作业车的不断发展,臂架的轻量化需求日益突出。高空作业车在作业时臂架所处的工况复杂多变,但是传统的多工况拓扑优化法难以对模型随工况变化甚至还含有非线性接触问题的复杂模型进行求解,针对这一问题,提出了一种改进的多工况拓扑优化方法。以某型号桅柱式高空作业车的变幅臂为研究对象,首先建立动力学和有限元模型,利用Adams软件对其进行动力学分析,提取相应工况下的载荷施加至有限元模型,利用Ansys软件实现变幅臂的多工况有限元仿真,并通过变形与应力实验验证了有限元模型的正确性;其次运用变密度法、线性加权法、层次分析法并结合多目标WES0模型,确定了其多工况拓扑优化的数学模型;最后用Ansys软件对其进行优化求解,对解得的拓扑结构进行重构,并重新进行仿真与实验校核。结果表明:优化结构在刚度和强度均有不同程度提高的同时,质量减少了29.35%,实现了对该变幅臂的轻量化设计,证明了此方法的可行性,为今后类似复杂模型的多工况拓扑优化提供参考。 展开更多
关键词 高空作业车 臂架轻量化 多工况拓扑优化 子模型
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铰接移动式起重机立柱和动臂系统的结构优化
2
作者 刘宏文 轩亮 《机械设计与制造工程》 2024年第11期23-30,共8页
为提升铰接移动式起重机的刚度和轻便性,提出铰接移动式起重机的立柱和动臂系统结构优化新框架,并根据建立的铰接移动式起重机立柱和动臂系统新模型对起重机进行材料配置,对最大应力和挠度值进行评估,以确保符合规范要求。将优化后的立... 为提升铰接移动式起重机的刚度和轻便性,提出铰接移动式起重机的立柱和动臂系统结构优化新框架,并根据建立的铰接移动式起重机立柱和动臂系统新模型对起重机进行材料配置,对最大应力和挠度值进行评估,以确保符合规范要求。将优化后的立柱和动臂系统与优化前的立柱和动臂系统进行了对比分析,结果表明,与系统结构优化之前相比,尽管在优化模型中去除了大量的材料,从而使得系统质量减少了30 kg,但立柱和动臂系统的刚性并没有因为使用材料减少而变弱,优化后的立柱和动臂系统的最大应力和最大挠度值相对于优化前有了明显减小。 展开更多
关键词 铰接移动式起重机 立柱系统 动臂系统 结构优化
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大吨位桅杆起重机有限元应用研究 被引量：6
3
作者 张晓丽 常春影 杨建强 《起重运输机械》 北大核心 2005年第11期9-11,共3页
以400t/62m桅杆起重机为研究对象,依据现代计算力学的有限元分析方法,采用多单元组合技术模拟桅杆起重机整体结构,并就桅杆起重机缆风绳预紧力对整体结构和桅杆顶部位移的影响做了定量分析,可为工程中利用桅杆吊装提供参考。
关键词 桅杆起重机 缆风绳 有限元 静力学分析 有限元分析方法 桅杆起重机 大吨位 应用 计算力学 组合技术 定量分析 顶部位移 体结构
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基于ANSYS的HTQ800型门架式桅杆起重机有限元分析 被引量：7
4
作者 章伊华 段铁群 董庆建 《煤矿机械》 北大核心 2012年第3期107-109,共3页
在分析门架式桅杆起重机工作原理的基础上,运用SolidWorks软件对门架式桅杆起重机进行三维实体建模及装配,并将模型导入有限元分析软件ANSYS中。利用有限元分析软件ANSYS对桅杆起重机的主门架进行了分析,验证了设计的合理性,确保所设计... 在分析门架式桅杆起重机工作原理的基础上,运用SolidWorks软件对门架式桅杆起重机进行三维实体建模及装配,并将模型导入有限元分析软件ANSYS中。利用有限元分析软件ANSYS对桅杆起重机的主门架进行了分析,验证了设计的合理性,确保所设计的机械结构能够达到使用要求,为优化设计整机的结构提供了理论依据。 展开更多
关键词 门架式桅杆起重机 ANSYS 有限元分析
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风电安装平台起重机穿绳工艺技术及应用
5
作者 邹纪祥 邵桂峰 季富强 《起重运输机械》 2024年第12期82-87,共6页
文中以1200 t风电安装平台主起重机为例,详细介绍了穿绳实施规则及流程,并针对本项目变幅缠绕系统、主钩缠绕系统特点,制定了新型合理的穿绳工艺方案,提高了施工效率、节省了人力、改善了施工流程,并保证了钢丝绳的预紧力及安装质量,规... 文中以1200 t风电安装平台主起重机为例,详细介绍了穿绳实施规则及流程,并针对本项目变幅缠绕系统、主钩缠绕系统特点,制定了新型合理的穿绳工艺方案,提高了施工效率、节省了人力、改善了施工流程,并保证了钢丝绳的预紧力及安装质量,规避了后续起重作业安全风险,为类似起重机的穿绳提供了指导。 展开更多
关键词 风电安装平台起重机 缠绕系统 穿绳工艺 预紧力
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2500t环轨式起重机吊具大绞支板优化设计 被引量：2
6
作者 赵炯 胡玉俊 +1 位作者 鲁丹军 潘舒眉 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2012年第3期111-114,共4页
为减轻吊具自重、提高材料利用率和工作安全性,提出了基于ANSYS的2 500 t环轨式起重机吊具大铰支板优化设计方法。通过对大绞支板进行参数化建模和有限元分析,并以其体积最小化为优化目标、最大应力为约束条件,建立了优化数学模型。通... 为减轻吊具自重、提高材料利用率和工作安全性,提出了基于ANSYS的2 500 t环轨式起重机吊具大铰支板优化设计方法。通过对大绞支板进行参数化建模和有限元分析,并以其体积最小化为优化目标、最大应力为约束条件,建立了优化数学模型。通过对其主要结构参数的灵敏度分析来确定设计变量,根据每一级优化的结果判断出更优设计域,修改设计空间并运行多级优化。结果表明:大铰支板的体积相对优化前减少了41.5﹪,最大应力仅提高0.82﹪,优化效果显著。 展开更多
关键词 2500t环轨式起重机 大绞支板 优化设计 ANSYS
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海上作业起重船的运动响应研究 被引量：7
7
作者 高健 唐文献 +2 位作者 唐振新 刘燕 任丽娜 《起重运输机械》 2015年第7期35-39,共5页
以一艘800 t海上作业起重船为对象,分析了起升作业、起吊方向对船体运动响应的影响,校核了船体锚泊系统的性能。采用数值分析的方法,建立了吊重系统、锚泊系统的数学模型及仿真分析模型,借助水动力分析软件Ansys/AQWA,对耦合了吊重系统... 以一艘800 t海上作业起重船为对象,分析了起升作业、起吊方向对船体运动响应的影响,校核了船体锚泊系统的性能。采用数值分析的方法,建立了吊重系统、锚泊系统的数学模型及仿真分析模型,借助水动力分析软件Ansys/AQWA,对耦合了吊重系统的船体运动进行时域分析。结果表明,起升作业对船体运动响应有抑制作用;不同方向起吊时,船体运动响应存在一定规律。分析结果有助于预测海上作业船舶的运动,确保海上施工的安全性。 展开更多
关键词 起重船 运动响应 起升作业 起吊方向 锚泊性能
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桅杆式起重机吊臂组件有限元分析与优化设计 被引量：7
8
作者 王芝明 唐文献 +1 位作者 高健 邓成斌 《起重运输机械》 2014年第7期69-73,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 桅杆式起重机 箱形梁式吊臂 有限元分析 优化
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篱笆式卷筒结构的动态特性研究 被引量：2
9
作者 朱洪军 鲁聪达 刘健 《船舶工程》 北大核心 2013年第2期51-54,58,共5页
为了提高篱笆式卷筒结构设计的安全性和可靠性,分析了多层钢丝绳缠绕作用下卷筒体承受径向外压力、横向力和棘爪力的受力情况,利用有限元技术计算了卷筒在筒体、端板作用力下的屈曲特征,将卷筒体视为变质量系统得到了不同缠绕情况下的... 为了提高篱笆式卷筒结构设计的安全性和可靠性,分析了多层钢丝绳缠绕作用下卷筒体承受径向外压力、横向力和棘爪力的受力情况,利用有限元技术计算了卷筒在筒体、端板作用力下的屈曲特征,将卷筒体视为变质量系统得到了不同缠绕情况下的结构模态,最后分析了不同工作压力载荷状态下整体结构的频率响应特性。研究工作为卷筒体结构的优化设计提供了分析手段和参考依据。 展开更多
关键词 篱笆式卷筒 模态分析 动态特性 频率响应
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环轨起重机主臂拓扑优化与算法改进 被引量：1
10
作者 高顺德 徐振东 +2 位作者 徐金帅 李鑫 滕人鹏 《起重运输机械》 2021年第20期78-83,共6页
文中以柔度为目标函数、体积分数为约束的拓扑优化方法为基础,针对环轨起重机主臂进行了三维连续体优化应用研究;针对三维小体积分数问题计算时收敛速度慢的现象,探究了各参数之间的关系,建立起了移动限和体积分数之间的映射关系,提出了... 文中以柔度为目标函数、体积分数为约束的拓扑优化方法为基础,针对环轨起重机主臂进行了三维连续体优化应用研究;针对三维小体积分数问题计算时收敛速度慢的现象,探究了各参数之间的关系,建立起了移动限和体积分数之间的映射关系,提出了以Sigmoid函数为映射函数的修正移动限法;通过数值算例证明,该方法能有效地减少迭代次数,加快计算速度,为环轨起重机臂架结构的设计提供了理论支撑。 展开更多
关键词 三维拓扑优化 体积分数变化 Sigmoid映射 修正移动限法
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臂架式起重机起重特性计算 被引量：11
11
作者 周奇才 代习伟 +2 位作者 李文军 周在磊 叶阜 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期114-117,共4页
利用SAP2000开放的应用程序接口对其进行二次开发,结合Excel VBA编程实现对臂架式起重机起重特性的自动计算,将计算结果输出到Excel数据表中直接生成起重特性表,并绘制起重性能曲线,从而实现了利用有限元软件对起重特性表计算的程序化... 利用SAP2000开放的应用程序接口对其进行二次开发,结合Excel VBA编程实现对臂架式起重机起重特性的自动计算,将计算结果输出到Excel数据表中直接生成起重特性表,并绘制起重性能曲线,从而实现了利用有限元软件对起重特性表计算的程序化和自动化,提高了工作的效率和起重特性表的准确性,最后对载荷迭代算法进行了研究,提出一个适用于多种工况计算的高效算法,并通过计算实例表明该计算方法是切实可行的。 展开更多
关键词 SAP2000 EXCEL VBA 起重机 起重特性
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乘用轿车电动玻璃升降器的系列化设计 被引量：5
12
作者 周奇才 费红伟 熊肖磊 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2011年第6期95-98,共4页
近年来,随着汽车产品产量的加大、推出速度的加快和产品多样化的发展,关于玻璃升降器的系列化开发逐渐成为产品降低成本的重要途径。本文通过建立力学模型进而分析结构系列化所需参数,再进行模型仿真和测试验证分析来检验系列化方法,从... 近年来,随着汽车产品产量的加大、推出速度的加快和产品多样化的发展,关于玻璃升降器的系列化开发逐渐成为产品降低成本的重要途径。本文通过建立力学模型进而分析结构系列化所需参数,再进行模型仿真和测试验证分析来检验系列化方法,从而实现玻璃升降器的系列化设计,为以后的研究开发提供一个应用模型。 展开更多
关键词 玻璃升降器 系列化设计 力学模型 模型仿真
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桅杆式起重机主体金属塔架的结构优化 被引量：1
13
作者 蔡珍红 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 1996年第3期49-55,共7页
以桅杆式起重机主体金属结构的结构优化问题为例，利用动态规划法讨论了中、大柔度格构金属塔架的结构优化问题。对动态规划法在结构优化工作中的应用，以及塔架最小重量设计等工作进行了详细的推导和大胆的尝试。并一改传统的交互式选... 以桅杆式起重机主体金属结构的结构优化问题为例，利用动态规划法讨论了中、大柔度格构金属塔架的结构优化问题。对动态规划法在结构优化工作中的应用，以及塔架最小重量设计等工作进行了详细的推导和大胆的尝试。并一改传统的交互式选材方法，结合具体实例，改查表为公式计算、改全面试选材型为直接筛选计算、改人工布置腹杆为主体最大扭转惯性矩目标法自动布置，因此有效地加快了寻优速度，也为人工结构分析。 展开更多
关键词 塔架 结构优化 桅杆式起重机 结构稳定 起重机
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附着式塔机上部顶斜降落技术研究与应用 被引量：1
14
作者 伍灿良 刘毅 +1 位作者 陈世杰 朱森林 《建筑技术开发》 2012年第5期48-50,共3页
结合工程实际,因塔吊立塔时,塔身紧挨建筑物,而建筑物上部稍有改动后(如改宽后天沟等)伸出,就会阻挡塔机上部构件,使塔机不能按正常下落,而采用将塔机上部顶斜降落方法能轻松解决此类问题。实践证明,该方法操作简便、安全可靠、可达到... 结合工程实际,因塔吊立塔时,塔身紧挨建筑物,而建筑物上部稍有改动后(如改宽后天沟等)伸出,就会阻挡塔机上部构件,使塔机不能按正常下落,而采用将塔机上部顶斜降落方法能轻松解决此类问题。实践证明,该方法操作简便、安全可靠、可达到减少经费投入、规避施工风险的效果。 展开更多
关键词 干涉 顶斜 降落 千斤顶 顶力 弹性变形
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桅杆起重机吊耳梁的设计及弯扭屈曲问题 被引量：1
15
作者 张大可 《起重运输机械》 1997年第3期7-9,共3页
应用弹塑性稳定理论分析了桅杆起重机吊耳梁设计时应考虑的因素，得出方便实用的计算公式。此公式亦适用于其他狭长矩形截面悬臂结构的稳定性校核。
关键词 桅杆 起重机 弹塑性稳定 吊耳梁 起重机 屈曲
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双桅杆式起重机的时变输入整形控制方法 被引量：7
16
作者 邱泽昊 孙宁 +3 位作者 刘卓清 杨桐 吴庆祥 方勇纯 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1509-1518,共10页
为了满足实际生产需求,在工业中常使用两台或者多台起重机协作完成大型运输任务.双桅杆式起重机负载能力强,工作姿态灵活,在大型建筑工地上得到了广泛应用.然而,现有控制方法大多针对动力学特性相对简单的双桥式起重机,而对耦合性更强... 为了满足实际生产需求,在工业中常使用两台或者多台起重机协作完成大型运输任务.双桅杆式起重机负载能力强,工作姿态灵活,在大型建筑工地上得到了广泛应用.然而,现有控制方法大多针对动力学特性相对简单的双桥式起重机,而对耦合性更强、动力学特性更复杂的双桅杆式起重机关注不足.为解决此类系统的控制难题,本文通过分析系统的几何约束与动力学模型,得到状态变量及其高阶导数之间的关系,从而实现双桅杆式起重机非线性动力学模型的合理变换.随后,本文准确分析了吊臂俯仰角与负载姿态角之间的关系,通过计算得到双桅杆式起重机的时变振荡周期,设计了一种极不灵敏型输入整形器.最后,实验结果验证了所提时变输入整形控制方法能够实现起重机的准确定位及良好的消摆效果. 展开更多
关键词 起重机 非线性欠驱动系统 输入整形控制 消摆控制 前馈控制
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基于AYSYS的WD70移动式桅杆起重机结构优化及应用 被引量：1
17
作者 罗平 王军伟 《中国设备工程》 2020年第10期101-102,共2页
本文以WD70全回转移动桅杆起重机为分析对象,以ANSYS为有限元分析平台,对其在全回转状况下的多角度、多幅度下的工况,进行强度、刚度有限元计算,掌握其在额定载荷下,回转吊装过程中,吊臂、底架、后三脚架、后支撑架等关键部件的受力变化... 本文以WD70全回转移动桅杆起重机为分析对象,以ANSYS为有限元分析平台,对其在全回转状况下的多角度、多幅度下的工况,进行强度、刚度有限元计算,掌握其在额定载荷下,回转吊装过程中,吊臂、底架、后三脚架、后支撑架等关键部件的受力变化,以达到结构优化与提高产品质量;并提取回转状态下,底架顶升油缸处的支撑反力,来进行此位置处的油缸选型及局部计算,并提供了设计参考。 展开更多
关键词 AYSYS 移动式桅杆吊机 有限元计算 优化
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基于Femap With Nastran的桅杆式起重机结构优化及应用 被引量：2
18
作者 肖浩 张开会 林利芬 《机电信息》 2017年第18期42-43,共2页
以WD20桅杆式起重机金属结构为分析对象,以Femap With Nastran为有限元分析平台,对其额定吊重的最大吊重幅度的多角度回转工况的强度、刚度和稳定性进行有限元计算,掌握其在回转过程中尾部锚固结构的受力变化,以达到结构优化与提高产品... 以WD20桅杆式起重机金属结构为分析对象,以Femap With Nastran为有限元分析平台,对其额定吊重的最大吊重幅度的多角度回转工况的强度、刚度和稳定性进行有限元计算,掌握其在回转过程中尾部锚固结构的受力变化,以达到结构优化与提高产品质量的目的。 展开更多
关键词 FEMAP With NASTRAN 桅杆式起重机 有限元计算 优化
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桅杆起重机结构强度仿真分析与应力测试 被引量：8
19
作者 胡静波 倪大进 李泉 《起重运输机械》 2015年第10期85-90,共6页
以某公司600 t桅杆起重机金属结构为对象,通过Ansys软件对其进行仿真分析,获得4种典型工况下结构的应力分布情况,采用电测法对结构进行现场应力测试,通过静态应变仪获得测试工况下的静态应力,对仿真和测试结果进行比较。结果表明,该结... 以某公司600 t桅杆起重机金属结构为对象,通过Ansys软件对其进行仿真分析,获得4种典型工况下结构的应力分布情况,采用电测法对结构进行现场应力测试,通过静态应变仪获得测试工况下的静态应力,对仿真和测试结果进行比较。结果表明,该结构形式的强度符合设计要求,采用的结构强度仿真分析和现场测试方法对起重机结构的安全性评价提供了理论依据。 展开更多
关键词 桅杆起重机 结构 强度 有限元仿真 应力测试
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超大型桅杆起重机结构设计分析研究 被引量：1
20
作者 刘洋 史振玺 唐京津 《中国重型装备》 2022年第1期7-8,13,共3页
以某港口大型桅杆起重机作为分析对象,利用ANSYS设计软件,计算其对应应力,针对其强度,提出设计优化措施。选择大型桅杆起重机臂架头部的局部模型作为分析对象,与起重机设计规范的相关内容要求对比,提出一些针对性意见,为以后大型起重机... 以某港口大型桅杆起重机作为分析对象,利用ANSYS设计软件,计算其对应应力,针对其强度,提出设计优化措施。选择大型桅杆起重机臂架头部的局部模型作为分析对象,与起重机设计规范的相关内容要求对比,提出一些针对性意见,为以后大型起重机的设计和分析提供参考。 展开更多
关键词 桅杆起重机 设计 强度
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