某移动式起重机支腿结构分析-开题报告

开题报告 一、论文选题的目的和意义 随着经济的高速发展，国家基本建设的规模越来越大，需要吊运的物品的质量、体积和起升高度都越来越大，起重机愈来愈显示其优越性，市场容量迅速上升，引起了国际知名厂商的关注，国内起重机行业也兴起了起重机开发热潮。 早在 2002 年，徐工集团就已经成为了世界最大的起重机生产商之一，而大吨位起重机的关键技术一直掌握在外国手中。为了能够更好的吸收外国的技术，提高设计水平，加快设计步伐，徐工集团与吉林大学签订了合作开发大吨位轮式起重机整体与结构设计计算软件的项目。支腿作为保证起重机正常工作的 主要结构，其强度是否符合设计要求，对整体设计非常重要。 鉴于传统的强度计算方法基于理论公式，其计算精度不高。为了更好的研究有限元方法，并以其为理论基础解决实际工程问题，此项目以 全地面起重机的开发作为载体，进行起重机支腿结构的设计及计算方法研究。 二、国内外研究现状及发展趋势： 近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析方法得到了广泛的应用。早在 20 世纪 50 年代末、 60 年代初国际上就有很多国家投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美 国国家宇航局（ 1995年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的 限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批规模小但使用灵活、价格较低的专用或通用的有限元分析软件，主要由德国的 国的 国的 国的 公司的产品。当今国际上有限元分析方法和软件发展呈现出以下一些趋势 : 1）从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题。 2）有求 解线性工程问题进展到分析非线性问题。随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求。 3）增强可视化的前置建模和后置数据处理功能。 早期有限元分析软件研究重点在于推导新的高效率求解方法和高精度单元。随着数值方法的逐步完善，尤其是计算机运算速度的飞速发展，整个计算系统用于求解运算的时间越来越少，而数据准备和运算结果的表现问题却日益突出。 4）与 件的无缝集成 当今有限元分析系统的另一个特点是与通用 件的集成使用，即在用 成 - 1 - 部件或零件的造型设计后，自动生成有限元网格并进行计算。 5） 在 台上的发展 早期的有限元分析软件基本上都是在大中型计算机（主要是 开发和运行的，后来又发展到以下工程工作站（ 平台，他们的共同特点是采用 作系统。 的出现使计算机的应用出现了根本的变化。 三、 研究的主要内容 1）从整体上全面了解起重机的基本结构，明白各个部件之间的受力关系。 2）认真学习有限元理论，并对梁、壳、实体的内在含义做深入研究，打下扎实的理论基础，为接下来的工作做准备 3）学习 建模和 块，并与实际项目相结合，真正达到学以致用的目的，并以有限元理论为基础，利用 支腿结构进行有限元分析计算并对结构的简化及优化做进一步研究。 四、研究方法及技术路线 1）快速检查（ 仅计算 P=3 时的单通道，因此可以说这种方式是在进行高精度计算时对模型的快速检查。这种方式对于计算机资源有限而且计算机精度要求不高时进行较大模型的分析计算非常有意义。这种方式的计算结果只能够大致预测实际结果。 2）单通道适应方式（ 判断初始通道（ P=3）计算时的每一个单元的边界应力非连续性是否达到单元的阶次标准，并且在计算结果中给出一应力误差报告。从计算精度和速度两方面考虑，这是绝大部分分析任务所采用的默认收敛类型。 3）多通道适应方式（ 多通道计算，在相同的任务下比较不同通道的计算结果，从而判断是否需要更高的计算阶次，如果需要，则提高计算阶次，如此不断进行，直至达到用户规定的误差范围。 行分析计算前，要对进行自动网格划分，就是把 连续体离散成有限个单元 ，其中常用的单元类型有： 1）实体单元，包括砖型单元、楔形单元和四面体单元。 2）壳单元，包括四边形单元和三角形单元。 3）梁单元，主要由两个节点组成的二维单元。 在使用有限元法的时候，重要的是要做出对应分析目的的模型化过程。这个过程是与 - 2 - 产品的功能、性能的评价以及设计本身的考虑方法（设计思想）有很深的关系。 即与所关心的问题有关。 五、课题的研究进度 第一阶段 （ 2010 年 3 月 10 3 年 31）材料的搜集整理查阅相关资料；本阶段需要完成与课题相关的调研工作，并对相关的文章进行搜集、整理，选出与设计有关的 资料备用，并且找出自己设计的产品与国内外的不同之处，说明其优点所在，拟定设计草图，选出最佳方案。 第二阶段 （ 2010 年 5 月 10）方案设计，总体布置设计，计算中，最为显着的特点是机电一体化程度越来越高，机电一体化是目前新型卷染机发展的必然趋势和目标。本阶段主要清楚的表达出卷染机的结构，及相关方案设计，总体布置设计 算，使之满足生产要求。 第三 阶段 (2010 年 5 月 11 6 月 10) 绘制装配图 零件图 撰写设计说明书本阶段主要完成与方案相符合的文章的撰 写，包括摘要、前言、设计步骤、内容、参考文献等。图纸的绘制、装配图、零件图 六 、 预期结论 通过本次开题，我对工艺有了更加深刻的认识和了解，也使所学的专业知识得到实践，对知识有了更加深刻的印象。对涡轮箱的设计和未来发展也有了初步的认识。这次设计先对零件进行工艺分析，选择毛坯的制造方法。对夹具设计和刀具设计有了实践和了解。通过对夹具、刀具和工艺的设计，尽可能的提高涡轮箱零件的年产量。 七 、 参考文献 1赵家奇 . 机械制造工艺学课程设计指导书 . 北京 :机械工业出版社 ,2李旦 ,邵东向 ,王杰 . 机床专用夹具图册 . 哈尔滨工业大学出版社， 3孟少农 . 机械加工工艺手册 . 北京 :机械工业出版社 ,4徐圣群，简明加工工艺手册 . 上海 :科学技术出版社， 5机械加工实用手册编写组 . 机械加工实用手册 . 北京：机械工业出版社， 1997 6王娜君 哈尔滨工业大学出版社 。 7陈日曜 . 金属切削原理（第二版） . 机械工业出版社， 8刘华明 . 金属切削刀具课程设计手册 . 机械工业出版社， 9傅水根 . 机械制造工艺基础 . 清华大学出版社， 2004 - 3 - 10孙丽媛 . 机械制造工艺及专用夹具设计指导 . 冶金工业出版社， 2002 11王绍俊 . 机械制造工艺设计手册 . 机械工业出版社， 1985 12宾鸿赞 . 鲁庆福 . 机械制造