發(fā)布時間：2020-07-22 10:37

【摘要】：“節(jié)能環(huán)�！比找娉蔀槿�社會關注的焦點,用更少的消耗,產生更多的效用成為制造業(yè)追求的目標。目前,輕量化已成為升降機行業(yè)的一種發(fā)展趨勢。本文以倉儲物流用某型具有彎曲導軌的連續(xù)式升降機進料口滾筒線支架為研究對象,從滾筒線支架輕量化的參數設計角度,基于6σ穩(wěn)健設計方法,考慮輕量化方案的可靠性及結構性能的穩(wěn)健性,開展對升降機輕量化方法及實際工程應用的研究,主要研究工作如下:(1)針對滾筒線支架各性能指標值的獲取問題,建立了滾筒線支架靜力學有限元分析模型。首先基于Solidworks和ANSYS Workbench軟件以及有限元數值模擬技術,建立了滾筒線支架靜力學有限元分析模型;然后對滾筒線支架原模型進行了靜力學有限元分析。為后續(xù)建立滾筒線支架各性能指標的響應面代理模型奠定了基礎。(2)針對滾筒線支架各性能指標關于設計變量的顯式表達式的獲取問題,基于二階多項式響應面模型,構建了滾筒線支架各性能指標的響應面代理模型。首先提出了直接靈敏度分析和相對靈敏度分析相結合的策略來進行設計變量的篩選;然后基于中心復合設計和有限元數值模擬技術,利用最小二乘法構造了滾筒線支架重量、最大等效應力和最大變形的響應面代理模型;最后對所構建的響應面代理模型進行了精度檢驗。為后續(xù)建立基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設計模型做好了鋪墊。(3)針對滾筒線支架傳統(tǒng)的確定性輕量化設計結果缺乏可靠性與穩(wěn)健性的問題,提出了基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設計方法。首先歸納了考慮穩(wěn)健性的輕量化設計模型的構建思路,構建了基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設計流程,建立了基于6σ穩(wěn)健性的滾筒線支架輕量化設計模型;然后采用序列二次規(guī)劃算法進行了優(yōu)化求解,利用均值二次二階矩法計算了優(yōu)化結果的可靠度并將其轉化為相應的σ水平;最后對優(yōu)化結果進行了工程可行性驗證,并將優(yōu)化結果與傳統(tǒng)的確定性輕量化設計結果進行了對比分析。結果表明,最終的輕量化方案滿足可靠性要求,最大等效應力和最大變形的穩(wěn)健性有了一定提高,重量減少了9.3kg,減重率達到了29.1%,輕量化效果顯著;且與確定性輕量化設計相比,該方法不僅使得滾筒線支架最大等效應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、最大等效應力和最大變形的穩(wěn)健性,而缺點為重量增加了1.8kg。由此驗證了該方法的有效性。為升降機的輕量化設計提供了可借鑒的方法。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH211.6
【圖文】：

第一章 緒論國外關于具有彎曲導軌的連續(xù)式升降機輕量化設計方面的研究卻基本未見。在國內，關于升降機的研究多集中在礦井提升機[3-4]、施工升降機[5-6]、剪升降機[7-8]和電梯[9-10]上，而具有彎曲導軌的連續(xù)式升降機因最近兩年才引入，因此，國內尚沒有關于該類型升降機的相關研究。.2.2 輕量化設計目前，輕量化設計已成為制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢之一，相應的輕量化方法到了快速發(fā)展。圖 1.1 展示了當前實現輕量化的主要途徑。輕量化的主要實徑有[11]：輕質材料的應用、結構優(yōu)化及先進制造工藝的引入等。

圖 3.3 支架有限元模型有限元模型中所劃分的網格的質量對有限元的計算結果有很大影響。如量較差，那么有限元計算精度就會很低，可能導致仿真結果與實際值相從而喪失工程可行性。因此需要對網格質量進行檢查，滾筒線支架網格及相應的標準[41]見表 3.1。表 3.1 滾筒線支架網格質量指標及相應標準格質量指標 本文網格質量指標平均值 網格質量指標屬性單元質量 0.91 1 最好，0 最差縱橫比 1.51 1 最好，不應超過 20雅克比率 2.6 1 最好，不應超過 40平行偏差 2.9° 0°最好，不應超過 70°傾斜度 0.14 0 最好，1 最差，一般不大于 0.7正交質量 0.90 1 最好，0 最差由表 3.1 可知，滾筒線支架網格質量各指標都在其允許范圍內，且都比

第三章 滾筒線支架靜力學有限元分析3.3.7 約束處理滾筒線支架是通過固定板 1 和固定板 2 固定在機架上的，固定板 1 和固定2 均是通過六個螺栓與機架相聯接。然而，螺栓的聯接行為是相當復雜的，完按照螺栓實際情況進行螺栓建模及接觸設置會導致計算量的急劇增加和有可造成計算結果不收斂，因此工程實際上往往需要對螺栓進行簡化處理。由于螺的剛度比其所連接部件剛度大很多，螺栓受力時的變形可以忽略不計，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)域加固定約束來進行滾筒線支架的約束處理。3.3.8 靜力學有限元分析模型基于建立好的滾筒線支架三維模型，按照上述方法進行三維模型幾何處理材料設置、連接模擬、網格劃分、載荷施加以及約束處理，得到的滾筒線支架力學分析有限元模型如圖 3.5 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2765699