甲板起重机吊臂系列化设计及系统开发

摘要

长期以来,甲板起重机的设计主要依靠经验判断,此方法不仅被动地设计而且在设计过程中浪费大量资源。本课题针对镇江金舟船舶设备有限公司设计的10t×10m甲板起重机吊臂的结构特点,利用系列化理论得到扩展吊臂,分别运用参数化方法及程序语言设计吊臂并对其进行系统开发,对提高设计效率与增强管理能力有很大的帮助。
　　本论文的主要研究内容及创新工作包括:
　　1.以上述甲板起重机吊臂为研究对象,分析其结构与受力情况并计算吊臂在最不利工况下的受力。运用ANSYS的二次开发工具 APDL,将吊臂的建模、计算分析、结果查询等不同功能的操作命令封装至各个宏,实现吊臂设计专用系统的开发。在此基础上,研究系列化设计方法并以此指导吊臂的系列化设计。
　　2.运用系列化设计理论——相似原理,结合吊臂受力分析,提出了一种吊臂系列化设计方法,并在原吊臂的基础上设计出变型吊臂。通过原有的宏文件,分别计算吊臂系列的结构强度,分析结果符合理论计算,验证了该系列化设计方法的正确性。
　　3.以生成的分析文件为基础优化吊臂系列,得到吊臂系列改进设计。利用已有宏文件分析改进吊臂,数据显示改进后的吊臂强度和刚度提高,体积减少,与系列化设计结果吻合,再次验证了本课题中系列化设计方法的可行性。
　　4.基于吊臂系列优化前后的尺寸参数与静力学结构分析结果,利用C＃语言和SQL Server2000数据库技术和Pro/E软件,开发吊臂系列化设计系统。实现了将吊臂系列的概念设计、分析与优化、数据管理以及结构设计结合,完成了CAE/CAD/PDM系统的集成,完善本课题对吊臂的系列化设计。

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Contents

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 课题研究的意义

1.3 国内外研究现状与发展

1.4 课题主要研究内容与章节安排

1.5 本章小结

第2章 系列化与参数化设计基本理论

2.1 系列化设计理论与方法

2.2 参数化设计与ANSYS参数化语言APDL

2.3 本章小结

第3章 甲板起重机吊臂系列化设计

3.1 吊臂的基型设计

3.2 确定级差

3.3 基型结构分析

3.4 起重机吊臂数理方法分析

3.5 相似指标的求解

3.6 变型吊臂设计

3.7 本章小结

第4章 甲板起重机吊臂系列优化设计

4.1 甲板起重机吊臂优化设计

4.2 吊臂系列的优化设计

4.3 吊臂系列优化后验证

4.4 本章小结

第5章 甲板起重机吊臂系列化设计系统开发

5.1 引言

5.2 系统开发

5.3吊臂系列化设计系统运行实例

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间所发表的学术论文及参与的科研项目

致谢