管狀帶式輸送機(jī)大跨度桁架的設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、管狀帶式輸送機(jī)向著遠(yuǎn)距離、大跨度方向發(fā)展，帶式輸送機(jī)在運輸過程中，跨域河流、建筑物、鐵路等障礙物的現(xiàn)象也越來越普遍，普通跨度的管狀帶式輸送機(jī)就難以滿足要求，往往需要大跨度的管狀帶式輸送機(jī)，所以帶式輸送機(jī)大跨度支撐系統(tǒng)的研究也就非常必要。如何設(shè)計大跨度的鋼桁架結(jié)構(gòu)對于提高管狀帶式輸送機(jī)的性能和減少制造成本有著至關(guān)重要的影響。
　　本文基于管狀帶式輸送機(jī)向著長距離、大跨度方向發(fā)展的理念，參考了管狀帶式輸送機(jī)的設(shè)計原理與大跨度桁架的設(shè)計

2、方法，提出了管狀帶式輸送機(jī)大跨度桁架的設(shè)計要點，建立了桁架的三維模型，對桁架的內(nèi)力進(jìn)行了推導(dǎo)，然后進(jìn)行了有限元應(yīng)力、模態(tài)以及諧響應(yīng)分析，得到桁架各桿件內(nèi)力分布規(guī)律，參考分析結(jié)果對桁架的危險截面進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，改進(jìn)后桁架受力有了明顯改善，最后對桁架的主體部分進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的桁架重量有所降低。具體內(nèi)容如下:
　　通過查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解國內(nèi)外鋼桁架結(jié)構(gòu)的主要建筑，分析大跨鋼桁架結(jié)構(gòu)形式及其特點，分析各結(jié)構(gòu)體系的特點和優(yōu)缺點

3、，然后借鑒鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和方法總結(jié)大跨度桁架的設(shè)計方法。介紹了桁架的特點、外形、截面以及節(jié)點的構(gòu)造和設(shè)計要求。
　　分析了管狀帶式輸送機(jī)桁架梁所承受的各種形式的載荷，并對桁架梁載荷進(jìn)行理論計算，采用了截面法對桁架內(nèi)力計算公式進(jìn)行了簡化推導(dǎo)，得出了桁架內(nèi)力的分布規(guī)律，然后對桁架梁進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核。
　　建立了管狀帶式輸送機(jī)桁架結(jié)構(gòu)的三維模型，利用大型通用軟件ANSYS進(jìn)行模態(tài)分析，得到桁架1～6階自振頻率和振型，確定結(jié)構(gòu)的振

4、動特性，得到了桁架的變形情況，進(jìn)行有限元的應(yīng)力分析，得出桁架的等效應(yīng)力云圖以及位移云圖，有限元分析結(jié)果與理論分析結(jié)果一致。針對桁架的危險截面進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，改進(jìn)后的桁架受力有了明顯改進(jìn)。
　　研究了桁架優(yōu)化分析的相關(guān)方法。參考前人的優(yōu)化方法，以ANSYSWorkbench分析的強(qiáng)度和剛度為基礎(chǔ)，對桁架的危險段進(jìn)行優(yōu)化，由于桁架的最大應(yīng)力出現(xiàn)在中間弦桿和腹桿處，所以對弦桿和腹桿進(jìn)行優(yōu)化，以其截面尺寸為設(shè)計變量，應(yīng)力、重量為目標(biāo)函數(shù)，