斗輪堆取料機斗輪體結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

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1、第11期機械設(shè)計與制造2014年11月MachineryDesign&Manufacture5斗輪堆取料機斗輪體結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計武帥，郭瑞琴，李中，周易(同濟大學(xué)機械與能源工程學(xué)院，上海201804)摘要：為實現(xiàn)斗輪堆取料機斗輪體的輕量化，利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計語言APDL建立某型斗輪堆取料機斗輪體的參數(shù)化模型并進行有限元分析。在有限元分析的基礎(chǔ)上，以滿足最大VonMises應(yīng)力為約束條件，建立以斗輪體的總體積最小為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型，對斗輪體的結(jié)構(gòu)尺寸進行優(yōu)化設(shè)計。通過優(yōu)化設(shè)計，可使斗輪體的總質(zhì)量減少6．54％，實現(xiàn)了斗輪體輕量化的設(shè)計目標(biāo)，也顯著縮短了斗輪體的

2、設(shè)計周期，提高了產(chǎn)品設(shè)計的效率，為斗輪堆取料機的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計提供了新思路和新方法。關(guān)鍵詞：APDL；斗輪堆取料機斗輪體；有限元分析；優(yōu)化設(shè)計；輕量化中圖分類號：TH16；TH246文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1001—3997(2014)11-0005—04StructuralAnalysisandOptimizationDesignofBucket-WheelBodyofBucket-WheeIStacker／ReclaimerWUShuai，GUORui-qin，LIZhong，ZHOUYi(SchoolofMechanicalEngineering，Tongj

3、iUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Theparametricmodelofbucket-wheelbodyofbucket-wheelstacker／reclaimerisestablishedandcarriedoutwiththefiniteelementanalysisbyusingANSYSParumetricDesignLanguage(APDL)toachievethelightweightofbucket-wheel6DOnthebasisofthefiniteelementanalysis，undert

4、heconstraintconditionofmmVonMisesstress，z魄rthetotalvoluD'beofbucket-wheelbody椰theobjectivefunction，optimizationde咖forthestructuresizeisconducted．Throughthisoptimization&sign．notonlythetotalmOSSofbucket-wheelbodydecreases6．54％andthegoalofthelightweightofthebucket-wheelbodyisachieved，buta

5、lsoitCanshortenthedesigncycZeandheightentheefficiencyofproductsdesigugreatly．Inadditiontothis，it’Shelpfultoprovideanewideaandmethodforstructuralanalysisand~timizatmndesignofbucket-wheelstacker／reclaimet．KeyWords：APDL；Bucket-WheelBodyofBucket-WheelStacker／Reclaimer；FEA；OptimizationDesign

6、；Lightweight鑒以往斗輪堆取料機研究成果的基礎(chǔ)上，利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計1引言語言APDL對某型斗輪堆取料機斗輪體進行有限元分析，并在有限斗輪堆取料機是世界上最大的散料處理成套設(shè)備，隨著火力元分析的基礎(chǔ)上以斗輪體的總體積為目標(biāo)函數(shù)對斗輪體結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)電廠、港口碼頭、鋼鐵以及礦山等散料輸送系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，斗輪進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)了斗輪體輕量化的設(shè)計目標(biāo)，為斗輪堆取料機堆取料機開始向自動化、系列化、大型化方向發(fā)展，目前已廣泛用于的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計提供了新思路和新方法。礦山、冶金、電力、交通、建材和化工等領(lǐng)域口。它是由斗輪機構(gòu)、前臂架、平衡機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、門座架和

7、行走機構(gòu)等組成，其中，斗輪機2基于APDL的優(yōu)化設(shè)計過程構(gòu)是其實現(xiàn)堆取料功能的主要部件，它位于前懸臂的最前端，其重APDL是ANSYSParametricDesignLanguage的縮寫，即AN—量直接影響到整機的重量和平衡圈c因此，實現(xiàn)斗輪體的輕量化對于SYS參數(shù)化設(shè)計語言，它是一種通過參數(shù)化變量方式建立分析模整機的輕量化寸有著重要意義。優(yōu)化設(shè)汁是實現(xiàn)產(chǎn)品輕量化的有型的腳本語言目?；贏PDL的優(yōu)化設(shè)計方法采用ANSYS批處理效手段，已成為產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)革新和創(chuàng)新設(shè)計發(fā)展的重要方向，對進行優(yōu)化設(shè)計，其主要過程如下：(I)利用APDL建立參數(shù)化模型于