【摘 要】
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近几年,中国生产制造行业的发展突飞猛进,双梁桥式起重机在经济中的重要性也更加突出。为了满足生产现场的使用要求和安全规范,很多桥式起重机的主梁结构设计得过于保守,导致起重机的质量和运营成本增加,材料浪费严重。因此降低起重机的自重,对其关键的主梁进行轻量化设计成为了起重机设计者和使用者特别关注的问题。本课题针对某公司原料厂对其20t-27m双梁桥式起重机的使用需求,在研究分析了双梁桥式起重机的主梁结构
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近几年,中国生产制造行业的发展突飞猛进,双梁桥式起重机在经济中的重要性也更加突出。为了满足生产现场的使用要求和安全规范,很多桥式起重机的主梁结构设计得过于保守,导致起重机的质量和运营成本增加,材料浪费严重。因此降低起重机的自重,对其关键的主梁进行轻量化设计成为了起重机设计者和使用者特别关注的问题。本课题针对某公司原料厂对其20t-27m双梁桥式起重机的使用需求,在研究分析了双梁桥式起重机的主梁结构的力学特性和振动特性的基础上,进行了轻量化研究和设计,对双梁桥式起重机的降低成本保证安全具有重要意义。主要工作包括以下方面:（1）以宝鸡钛业股份有限公司原料厂的双梁桥式起重机为参考对象,根据生产需要,对双梁起重机结构进行了参数设计,利用UG软件设计主梁的立体结构,确立三维分析模型,并对起重机主梁结构的受力载荷进行了分析。（2）借助大型有限元ANSYS软件对主梁结构进行了静强度分析、模态分析和谐响应分析,研究了主梁结构在小车满载负荷状态下位于跨中、距跨端L/4和跨端三个位置的静强度分析,获得其最大的等效应力和变形量对双梁桥式起重机安全使用进行验证,最后使用通用斜率法对主梁结构进行疲劳寿命分析。（3）采用模态分析双梁桥式起重机主梁的振动特性,计算该主梁的低阶主振型和固有频率,得出该主梁的动态刚性符合生产要求和安全标准,并对起重机主梁结构开展谐响应分析,对于克服共振,设计安全可靠的起重设备有一定的意义。（4）借助ANSYS Workbench中的Design explorer快速优化模块对主梁开展了轻量化研究工作,将主梁截面的各个设计变量（包括上下盖板厚度、左右腹板厚度、腹板高度和腹板间距离等）设置为输入量,垂直方向最大位移值、质量和最大等效应力值为输出量,通过对比优化前后结果,在确保其静强度各参数满足的同时,降低了主梁结构的自重,最终实现了主梁结构的轻量化。
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