【摘 要】
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改进与完善起重机金属结构的优化设计是当前起重机行业的热点。本文在结构仿生设计理论的基础上,提出了结构混合仿生优化设计的思想,以竹节和王莲为仿生原型,针对QD75T/31.5m
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改进与完善起重机金属结构的优化设计是当前起重机行业的热点。本文在结构仿生设计理论的基础上,提出了结构混合仿生优化设计的思想,以竹节和王莲为仿生原型,针对QD75T/31.5m桥式起重机箱梁结构进行了混合仿生优化设计,为今后桥机箱梁的创新性设计提供了一定的设计思路和理论方法指导。论文的主要研究内容和创新点概括如下:(1)首先介绍了国内外桥式起重机的发展概况,优化设计方法在起重机设计中的应用以及起重机箱梁结构优化设计的研究现状及发展趋势。并引入了结构仿生的思想,简要介绍了结构仿生的研究背景和现状。(2)阐述了结构仿生的基本概念,理论基础和结构仿生设计的方法,详细介绍了相似性评价标准和相似度的详细计算方法,从而引出结构混合仿生优化设计的概念,并对结构仿生设计过程中需要注意的问题进行了分析总结。(3)明确桥机箱梁的设计要求,确定箱梁原型的主要性能参数,叙述了加劲肋的作用与分类、布置准则,并对箱梁进行受力分析和受力校核,采用ANSYS Workbench软件对箱梁进行了静力学分析和模态分析,从而更全面的了解了箱梁的结构特性。(4)深入研究竹子竹节和王莲叶脉的构型规律,基于结构仿生的模糊相似理论,计算箱梁与仿生原型的相似度,并建立了仿竹节与仿王莲的箱梁模型,在此基础上对上述两种仿生箱梁的优缺点进行对比分析,为实现箱梁的结构混合仿生设计奠定了基础。(5)确立混合仿生箱梁的仿生设计方案,建立混合仿生箱梁的三维模型,对其进行静力学和模态分析,对比分析结果显示,混合仿生模型在减重、强度、刚度、稳定性等方面取得了较好的优化效果,表明混合结构仿生设计方法在桥机箱梁的优化设计中确实有效可行。
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