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本文以绿色模块化设计理论为基础,针对钢结构类施工机械这一非常重要的设计领域,将减少这类施工机械在生产、制作及运输等各方面的成本为主要研究目的,应用上述理论方法对型钢结构类机械的典型代表——钢模台车进行了具体的设计和深入的分析。 所做的具体工作如下: 首先,通过对钢模台车的研究分析发现其有这样两个共性:第一,钢模台车的大多数结构零部件是由型钢组成,其零部件(杆或者梁)的截面形式和尺寸的大小都是有一定规范的。第二,钢模台车为非标机械,在施工结束后重复利用性差,造成大量的浪费,增加大量施工成本。 其次,通过对型钢结构类机械的研究总结,对钢模台车的门架进行连续拓扑优化,获得门架的最优结构框架图。然后,利用最优化门架结构对传统钢模台车进行了具体详细的设计,给出了其设计模型。利用大型有限元分析软件Ansys建立传统钢模台车的有限元模型,并进行了工况分析,验证其结构的安全性和可靠性。 然后,基于对绿色模块化设计理论的研究,设计出一种可重复利用的模块式钢模台车,并给出设计模型。该模型利用贝雷架和绿色万能杆件易于租赁和可重复利用的优点,将门架使用贝雷架拼装设计,顶模架使用绿色万能杆件拼装设计,同时设计出标准化模板,经绿色模块化设计理论分析可知,其满足重复利用功能。利用大型有限元分析软件Ansys建立模块式钢模台车的有限元模型,利用ANSYS的APDL语言对其进行有限元模型的参数化,对模型进行工况分析,验证其结构的安全性和可靠性。经分析可知,其结构安全、可靠,能够用满足施工要求。 最后,基于上述研究成果,对两种台车的门架、顶模架及模板进行对比分析,从结构的可靠性、经济的合理性、运输的方便性及绿色环保性等方面突出这种创新设计的优势,为以后的钢模台车设计制作提供参考。