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基于Pro/Engineer、Ansys的收放绞车结构的有限元优化设计

兰铁军  
【摘要】: 锚链绞车是海洋开发不可或缺的主要辅助机械。125吨SWL锚链钢索释放和回收绞车就是为“南海胜利”FPSO锚泊部件更换和海洋石油709船上的安装而设计制造的。通过对国内绞车设计现状的研究,针对传统设计中计算数据精度很低、安全系数过大、设计成本较高等缺点,本课题提出了应用CAD/CAE技术对绞车进行设计的新思想,目的在于为同类的大型结构的设计提供一种设计方法。 首先,本课题选用三维实体设计软件Pro/Engineer对125吨释放和回收绞车整体和各主要零部件进行建模,并生成有限元模型。再利用Pro/Engineer和Ansys软件的交换接口,将有限元模型导入到Ansys软件中进行分析,得到绞车整体和各主要零部件的应力和位移云图。 其次,根据分析得到的应力和位移云图,对其框架结构和凸耳结构进行了改进设计及分析,对卷筒轴进行了灵敏度分析和优化设计,均得到了满意的效果。最后对改进和优化后的绞车整体进行了有限元分析。从分析结果看,绞车的性能得到了很大的提高。 论文的研究方法具有一定的工程实用价值和较广的适用性,它对于同类大型结构的设计和结构改造有重要的借鉴作用。随着课题的进一步深入展开,其优越性和实用性将得到更充分的体现,展示出此研究非常广阔的应用前景。


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