大型龍門剪打包系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化.pdf

1、廢金屬回收對資源的綜合利用有著重要作用。龍門剪切機、打包機是廢鋼回收的重要裝備之一,被廣泛應(yīng)用在回收行業(yè)中。由于國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)能力有限,各種廢鋼回收裝備在設(shè)計階段普遍采用仿制、類比、經(jīng)驗等方式進行設(shè)計,缺乏對裝備結(jié)構(gòu)合理性的完整研究與優(yōu)化。產(chǎn)品普遍存在結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、原材料消耗大等問題。為了解決以上問題,本文通過對某大型廢金屬回收裝備企業(yè)的Q91Y-1250大型龍門剪切機打包系統(tǒng)進行研究。在對原打包系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,研究其結(jié)

2、構(gòu)的合理布置規(guī)律。利用優(yōu)化設(shè)計技術(shù),在保證打包系統(tǒng)具有足夠強度和剛度前提下,獲得材料的合理分布和構(gòu)件的合理尺寸。從而在不降低產(chǎn)品性能的前提下減輕重量,達到節(jié)材的效果。
　　本文在對大型龍門剪打包系統(tǒng)的研究過程中充分體現(xiàn)了虛擬樣機技術(shù)、有限元法和優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代化設(shè)計方法及方法應(yīng)用。在充分了解大型龍門剪打包系統(tǒng)的工作過程及結(jié)構(gòu)設(shè)計特點的基礎(chǔ)上,首先建立了整個系統(tǒng)的三維數(shù)字化模型。通過虛擬樣機技術(shù)獲得打包系統(tǒng)在工作過程中各工作部件的受載

3、情況。然后根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點從門蓋子系統(tǒng)、側(cè)壓子系統(tǒng)和料箱子系統(tǒng)三部分對打包系統(tǒng)進行分析與優(yōu)化。分別建立有限元分析模型,并綜合考慮子系統(tǒng)的正常工況和偏載工況的受力以進行結(jié)構(gòu)分析。根據(jù)正常工況下的分析結(jié)果并結(jié)合研究對象的結(jié)構(gòu)特點采用合適的優(yōu)化方法進行優(yōu)化設(shè)計,最后對其在兩種工況下進行驗證。本研究建立門蓋子系統(tǒng)的分析模型并對其進行正常工況下的結(jié)構(gòu)分析、筋板重置分析、尺寸靈敏度分析和假設(shè)分析,最終得到優(yōu)化結(jié)構(gòu)并對其在正常工況和偏載工況下進行分

4、析驗證。側(cè)壓子系統(tǒng)在正常工況下進行靜力學分析和結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化,得到優(yōu)化結(jié)構(gòu)并對其進行驗證,在偏載工況中對原結(jié)構(gòu)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)分別進行非線性分析,驗證優(yōu)化結(jié)構(gòu)的合理性。料箱子系統(tǒng)進行了正常工況下的結(jié)構(gòu)分析并根據(jù)分析結(jié)果對筋板的分布進行優(yōu)化,同時建立參數(shù)化模型分別對基板和其側(cè)面筋板的厚度進行靈敏度分析以得到最優(yōu)尺寸,最后對其在正常工況和偏載工況下進行分析驗證。通過對門蓋、側(cè)壓和料箱三個子部分進行分析,最終得到打包系統(tǒng)完整的優(yōu)化方案。利用現(xiàn)代化的設(shè)