卸船機(jī)前大梁結(jié)構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計(jì).pdf

1、工程機(jī)械類軟件二次開(kāi)發(fā)的目的就是拓寬原軟件系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，滿足用戶的特定要求，增加軟件系統(tǒng)的功能，并以此為工具來(lái)輔助具體的設(shè)計(jì)[1]。本文將應(yīng)用目前普遍使用的工程軟件Pro/ENGINEER和有限元分析軟件ANSYS與橋式抓斗卸船機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校核相結(jié)合，研究出一套以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，結(jié)合有限元結(jié)構(gòu)分析并校核，然后對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的卸船機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)“設(shè)計(jì)、校核、優(yōu)化”數(shù)字化設(shè)計(jì)方案。
　　 在橋式抓斗卸船機(jī)中，金屬結(jié)構(gòu)是支撐整個(gè)機(jī)械的

2、重要部分。由于近年來(lái)鋼鐵的原材料鐵礦石的價(jià)格不斷攀升，使得鋼材的價(jià)格也不斷上漲，這就要求設(shè)計(jì)卸船機(jī)結(jié)構(gòu)的工作人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中除了考慮結(jié)構(gòu)本身，還需要特別考慮材料的使用量以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式由于存在不少缺點(diǎn)，諸如需要耗費(fèi)較多的人力，耗時(shí)較多，設(shè)計(jì)單純依靠經(jīng)驗(yàn)等，已經(jīng)越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的要求。本文提出的數(shù)字化設(shè)計(jì)則可以在一定程度上解決上述問(wèn)題。
　　 本文首先介紹了卸船機(jī)整機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)卸船

3、機(jī)各主要結(jié)構(gòu)件均由箱型截面梁組成，故在后續(xù)的工作中選擇具有代表性同樣也是最復(fù)雜的前大梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)。
　　 本文以Pro/ENGINEER軟件以及ANSYS軟件作為平臺(tái)，嚴(yán)格按照起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T3811-2008[2]進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先介紹了Pro/ENGINEER二次開(kāi)發(fā)方法以及二次開(kāi)發(fā)程序Pro/TOOLKIT的部分重要概念，并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用Microsoft VisualStudio2008(VS2008)編程工具

4、，以Pro/TOOLKIT為主體，采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL方式實(shí)現(xiàn)了Pro/ENGINEER軟件、Pro/TOOLKIT工具和VS2008工具三者間的通信。在尺寸示意圖的提示下，設(shè)計(jì)人員可以按照強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論依據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)輸入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)開(kāi)始工作就無(wú)需設(shè)計(jì)人員參與。這樣一來(lái)，設(shè)計(jì)人員可以非常方便、快捷的將自己的設(shè)計(jì)理念變成模型，從而達(dá)到節(jié)省時(shí)間和精力的目的。
　　 當(dāng)模型生成后，可以通過(guò)事先設(shè)定好的接口程序?qū)ro/ENGINEER中的三

5、維模型導(dǎo)入ANSYS軟件中進(jìn)行有限元分析處理。將分析得出的強(qiáng)度、剛度以及疲勞強(qiáng)度等數(shù)據(jù)與起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求進(jìn)行對(duì)比，可以得到設(shè)計(jì)是否符合規(guī)范，以及是否需要進(jìn)行優(yōu)化等結(jié)論。接下來(lái)本文給出了一種基于MATLAB的優(yōu)化方法，經(jīng)過(guò)該方法優(yōu)化后的模型承受的應(yīng)力分布更平均，前大梁總質(zhì)量更輕，且該模型滿足起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范的剛度要求和疲勞強(qiáng)度要求。
　　 從目前基于Pro/ENGINEER軟件的二次開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀來(lái)看，絕大多數(shù)應(yīng)用者將目光集中在零件