塔式起重机钢结构可靠性优化设计方法的研究

摘要

本文综合运用有限元法、可靠性设计、优化设计等方法对塔式起重机钢结构进行了可靠性优化设计的研究；运用ANSYSAPDL语言建立了塔机参数化有限元模型，对整机进行了塔机结构的静力学和模态分析，并将分析结果与实际测量值比较，验证了有限元分析的正确性；建立了塔机钢结构可靠性优化的数学模型，提出了运用APDL循环语句和参数化命令流进行可靠性优化设计的方法；针对塔机整机最危险工况进行了可靠性优化设计；研究结果证明了本法对塔机钢结构进行可靠性优化设计的可行性，同时为塔机的改进设计提供了技术路线和实现方法。

目录

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第1章绪论

1.1课题研究背景

1.1.1塔式起重机国内外发展概述

1.1.2国内塔机设计存在的差距

1.2本文主要研究内容

1.3研究的目的和意义

第2章机械结构可靠性优化理论

2.1机械结构可靠性理论

2.1.1结构可靠性的基本概念

2.1.2结构的可靠度指标

2.1.3结构可靠度的数值计算方法

2.3.机械结构优化设计

2.3.1.机械结构优化设计概述

2.3.2机械优化设计数学模型

2.3.3机械结构优化设计方法

2.3可靠性优化理论的发展及应用

2.3.1可靠性优化理论的研究概况

2.3.2结构可靠性优化设计的基本模型

2.3.3可靠性优化在钢桁架结构设计中的应用

2.3.3可靠性优化在塔机钢结构设计中的应用

2.4小结

第3章塔式起重机钢结构设计基础

3.1塔式起重机分类及结构特点

3.2塔式起重机载荷类型

3.2.1起重机载荷分类

3.2.2塔式起重机载荷组合

3.3塔式起重机钢结构设计计算基础

3.3.1塔式起重机主要计算载荷

3.3.2传统塔机钢结构设计方法

3.4小结

第4章塔机钢结构有限元分析

4.1有限元法

4.1.1有限元法的基本思想

4.1.2有限单元法分析的一般步骤

4.1.3 ANSYS有限元建模方法对比分析

4.2塔机的有限元模型建立

4.2.1 QTZ630塔机基本参数

4.2.2塔机有限元建模原则

4.3静力分析

4.3.1工况载荷

4.3.2计算结果分析

4.3.2分析结果与实际测值对比

4.4模态分析

4.4.1模态分析基本理论

4.4.2 ANSYS的模态分析结果

4.5小 结

第5章基于可靠性的塔机钢结构优化设计

5.1塔机钢结构可靠性优化设计的数学模型

5.1.1随机变量的统计

5.1.2塔钢结构中随机变量

5.1.3优化设计变量

5.1.4约束条件及目标函数

5.2基于ANSYS的塔机钢结构的可靠性优化设计

5.2.1 ANSYS可靠性分析介绍

5.2.2 ANSYS优化设计的介绍

5.2.3基于ANSYS的可靠性优化算法

5.3塔机钢结构可靠性优化计算结果

5.4优化结果校核

5.4.1有限元分析

5.4.2可靠性检验

5.5小结

第6章总结与展望

6.1全文总结

6.2本文的创新点

6.3展望

致谢

参考文献