风力自锁防爬器结构有限元优化设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1目的及意义

随着经济的迅速发展和世界贸易的增加,港口装卸运输业也因此得到了快速发展,与此同时,大型港机设备越来越多,并且在港口现代化生产中发挥着越来越重要的作用。但是因为大型港机设备的结构高大,迎风面积较大,所以在台风或突发性阵风发生的时候,就很容易受到风力的影响,从而发生事故[1]。如2017年的台风“天鸽”登陆珠海,使三一海工珠海基地损失惨重,4台总装完成岸桥倒塌。所以对大型港机设备的防风工作相应的提出了更高的要求。

而风力自锁防爬器较好的解决了对于大型港机设备的防风问题,目前的问题在于对风力自锁防爬器结构进行优化设计,随着计算机的飞速发展,FEA在工程设计和分析中得到越来越广泛的重视,其计算结果不仅详尽,而且具有很高的可靠性[2]。采取有限元分析法对风力自锁防爬器进行设计计算,可以提高设计效率。而在进行设计系列化产品时,由于结构形式相同结构不同,逐个进行建模分析会花费大量时间,所以可以借助参数化设计的思路实现结构分析模型的调整将参数化设计与有限元结构分析相结合,实现结构参数化调整,自动生成模型并进行有限元结构分析,可以极大的优化产品结构,缩短设计周期[3]。APDL是ANSYS软件的一个强大且实用的二次开发平台,所以采用APDL编制的程序用于风力自锁防爬器结构优化时可提高效率[4]

本次毕业设计的任务是对风力自锁防爬器结构的有限元优化设计,而设计的意义在于通过对风力自锁防爬器结构的参数化建模与设计来进行有限元分析和优化分析,并且编制风力自锁防爬器结构参数化有限元优化程序来对一系列其他尺寸的风力自锁防爬器进行优化分析。

1.2国内外研究现状分析

参数化设计方法作为一种全新的设计方法现在已广泛被工业界所采用。它所具有的高效性、实用性等特点使其成为设计工作的发展方向。北京理工大学的梅小宁等提出了一种基于UG二次开发的参数化建模方法[5]。采用UG/Open API的外部模式结合MFC开发了模型更新程序。武汉理工大学的龚道雄以系列化通用桥式起重机为对象,以参数化设计的理论和三维CAD设计技术为依据,结合Access数据库技术,在VisualBasic6.0编译语言环境中对三维CAD软件SolidWorks进行了二次开发,建立桥式起重机的参数化设计系统[6]。武汉理工大学的景仁坤充分运用Pro/Engineer的二次开发工具Pro/Program、Pro/Toolkit、Family Table的功能,进行齿轮的参数化设计研究与开发工作[7]。然而SolidWorks等软件并不能对研究对象进行力分析,所以采用了ANSYS来进行参数化设计。

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