發(fā)布時(shí)間：2020-07-22 10:37

【摘要】：“節(jié)能環(huán)�！比找娉蔀槿�社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),用更少的消耗,產(chǎn)生更多的效用成為制造業(yè)追求的目標(biāo)。目前,輕量化已成為升降機(jī)行業(yè)的一種發(fā)展趨勢(shì)。本文以倉(cāng)儲(chǔ)物流用某型具有彎曲導(dǎo)軌的連續(xù)式升降機(jī)進(jìn)料口滾筒線支架為研究對(duì)象,從滾筒線支架輕量化的參數(shù)設(shè)計(jì)角度,基于6σ穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法,考慮輕量化方案的可靠性及結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)健性,開(kāi)展對(duì)升降機(jī)輕量化方法及實(shí)際工程應(yīng)用的研究,主要研究工作如下:(1)針對(duì)滾筒線支架各性能指標(biāo)值的獲取問(wèn)題,建立了滾筒線支架靜力學(xué)有限元分析模型。首先基于Solidworks和ANSYS Workbench軟件以及有限元數(shù)值模擬技術(shù),建立了滾筒線支架靜力學(xué)有限元分析模型;然后對(duì)滾筒線支架原模型進(jìn)行了靜力學(xué)有限元分析。為后續(xù)建立滾筒線支架各性能指標(biāo)的響應(yīng)面代理模型奠定了基礎(chǔ)。(2)針對(duì)滾筒線支架各性能指標(biāo)關(guān)于設(shè)計(jì)變量的顯式表達(dá)式的獲取問(wèn)題,基于二階多項(xiàng)式響應(yīng)面模型,構(gòu)建了滾筒線支架各性能指標(biāo)的響應(yīng)面代理模型。首先提出了直接靈敏度分析和相對(duì)靈敏度分析相結(jié)合的策略來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)變量的篩選;然后基于中心復(fù)合設(shè)計(jì)和有限元數(shù)值模擬技術(shù),利用最小二乘法構(gòu)造了滾筒線支架重量、最大等效應(yīng)力和最大變形的響應(yīng)面代理模型;最后對(duì)所構(gòu)建的響應(yīng)面代理模型進(jìn)行了精度檢驗(yàn)。為后續(xù)建立基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設(shè)計(jì)模型做好了鋪墊。(3)針對(duì)滾筒線支架傳統(tǒng)的確定性輕量化設(shè)計(jì)結(jié)果缺乏可靠性與穩(wěn)健性的問(wèn)題,提出了基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設(shè)計(jì)方法。首先歸納了考慮穩(wěn)健性的輕量化設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建思路,構(gòu)建了基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設(shè)計(jì)流程,建立了基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設(shè)計(jì)模型;然后采用序列二次規(guī)劃算法進(jìn)行了優(yōu)化求解,利用均值二次二階矩法計(jì)算了優(yōu)化結(jié)果的可靠度并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的σ水平;最后對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了工程可行性驗(yàn)證,并將優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)的確定性輕量化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明,最終的輕量化方案滿足可靠性要求,最大等效應(yīng)力和最大變形的穩(wěn)健性有了一定提高,重量減少了9.3kg,減重率達(dá)到了29.1%,輕量化效果顯著;且與確定性輕量化設(shè)計(jì)相比,該方法不僅使得滾筒線支架最大等效應(yīng)力和最大變形得到了一定的降低,而且還提高了輕量化方案的可靠性、最大等效應(yīng)力和最大變形的穩(wěn)健性,而缺點(diǎn)為重量增加了1.8kg。由此驗(yàn)證了該方法的有效性。為升降機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)提供了可借鑒的方法。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH211.6
【圖文】：

第一章 緒論國(guó)外關(guān)于具有彎曲導(dǎo)軌的連續(xù)式升降機(jī)輕量化設(shè)計(jì)方面的研究卻基本未見(jiàn)。在國(guó)內(nèi)，關(guān)于升降機(jī)的研究多集中在礦井提升機(jī)[3-4]、施工升降機(jī)[5-6]、剪升降機(jī)[7-8]和電梯[9-10]上，而具有彎曲導(dǎo)軌的連續(xù)式升降機(jī)因最近兩年才引入，因此，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有關(guān)于該類(lèi)型升降機(jī)的相關(guān)研究。.2.2 輕量化設(shè)計(jì)目前，輕量化設(shè)計(jì)已成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)之一，相應(yīng)的輕量化方法到了快速發(fā)展。圖 1.1 展示了當(dāng)前實(shí)現(xiàn)輕量化的主要途徑。輕量化的主要實(shí)徑有[11]：輕質(zhì)材料的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及先進(jìn)制造工藝的引入等。

圖 3.3 支架有限元模型有限元模型中所劃分的網(wǎng)格的質(zhì)量對(duì)有限元的計(jì)算結(jié)果有很大影響。如量較差，那么有限元計(jì)算精度就會(huì)很低，可能導(dǎo)致仿真結(jié)果與實(shí)際值相從而喪失工程可行性。因此需要對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量進(jìn)行檢查，滾筒線支架網(wǎng)格及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)[41]見(jiàn)表 3.1。表 3.1 滾筒線支架網(wǎng)格質(zhì)量指標(biāo)及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)格質(zhì)量指標(biāo) 本文網(wǎng)格質(zhì)量指標(biāo)平均值 網(wǎng)格質(zhì)量指標(biāo)屬性單元質(zhì)量 0.91 1 最好，0 最差縱橫比 1.51 1 最好，不應(yīng)超過(guò) 20雅克比率 2.6 1 最好，不應(yīng)超過(guò) 40平行偏差 2.9° 0°最好，不應(yīng)超過(guò) 70°傾斜度 0.14 0 最好，1 最差，一般不大于 0.7正交質(zhì)量 0.90 1 最好，0 最差由表 3.1 可知，滾筒線支架網(wǎng)格質(zhì)量各指標(biāo)都在其允許范圍內(nèi)，且都比

第三章 滾筒線支架靜力學(xué)有限元分析3.3.7 約束處理滾筒線支架是通過(guò)固定板 1 和固定板 2 固定在機(jī)架上的，固定板 1 和固定2 均是通過(guò)六個(gè)螺栓與機(jī)架相聯(lián)接。然而，螺栓的聯(lián)接行為是相當(dāng)復(fù)雜的，完按照螺栓實(shí)際情況進(jìn)行螺栓建模及接觸設(shè)置會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量的急劇增加和有可造成計(jì)算結(jié)果不收斂，因此工程實(shí)際上往往需要對(duì)螺栓進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。由于螺的剛度比其所連接部件剛度大很多，螺栓受力時(shí)的變形可以忽略不計(jì)，因此可用剛性單元模擬螺栓連接[40]�；�于此，本文在各螺栓墊片與固定板的接觸區(qū)域加固定約束來(lái)進(jìn)行滾筒線支架的約束處理。3.3.8 靜力學(xué)有限元分析模型基于建立好的滾筒線支架三維模型，按照上述方法進(jìn)行三維模型幾何處理材料設(shè)置、連接模擬、網(wǎng)格劃分、載荷施加以及約束處理，得到的滾筒線支架力學(xué)分析有限元模型如圖 3.5 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2765699