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铸造起重机温度—结构耦合效应研究

徐宁  
【摘要】:随着经济社会的高速发展,冶炼金属企业规模的逐渐扩大,作为冶炼金属搬运的设备——铸造起重机,在大规模生产过程中的作用越来越明显。对铸造起重机进行温度-结构耦合效应的研究是保证其承载能力、安全程度、可靠性能的必要条件。目前,国内对铸造起重机温度效应的研究较少,尚无严格成熟的设计手册和设计标准,故本文以180/60t铸造起重机为研究对象,分别从结构静力学和温度-结构耦合效应两个方面进行分析研究,为铸造起重机标准的修改和制定提供了重要的参考价值。论文的主要内容:1)对Q345合金钢进行高温拉伸试验,获得部分温度下材料各项力学性能的试验样本数据;2)利用BP神经网络技术的回归理论,对获得的试验样本数据进行处理和训练,然后,基于小样本试验数据和大样本预测数据建立Q345合金钢的高温本构关系方程;3)基于极限状态设计法,采用有限元分析软件ANSYS,对铸造起重机进行结构静力学分析和温度-结构耦合分析;4)基于C#开发工具,运用APDL语言,编制了铸造起重机参数化有限元建模分析软件,利用此软件对铸造起重机进行多温度下的有限元分析,得到温度对于起重机危险点应力和变形的影响。5)从工程实例出发,在铸造起重机分析计算的校核验证中,提出了应力安全系数和变形安全系数的概念。在进行高温验算时,只需通过这两种系数来增大或减小常温下的许用值来满足设计的需求,减少设计计算的工作量,方便计算。本论文以大型有限元软件ANSYS为分析工具,以温度-结构耦合方法为手段,针对铸造起重机在传统设计方面的不足,提出了应力安全系数和变形安全系数的概念,使得铸造起重机的设计更加科学,更加可靠。


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