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简析分析明隧管片支撑台车抗风性能有限元和结构优化设计

收藏本文 2024-03-23 点赞:25743 浏览:111509 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:中铁某局物贸公司根据兰新铁路第二双线经过的特殊的地理位置设计了拼装防风明洞管片支撑台车。因明隧管片支撑台车属非标设备,无专门的设计规范和标准,施工中将承受大载荷下的复杂工况,且工作环境恶劣,由此设计制造单位要求对其进行典型工况下的有限元静力学计算,这对保证管片的安全施工具有重要的论述和实践作用,同时尽量节省成本。本论文以此为目展开探讨。本论文以明隧管片支撑台车为探讨对象,运用国际通用有限元浅析软件ANSYS,依据实际结构特点和浅析工况建立了台车的有限元模型,在三种载荷组合效应、四种典型工况下,分别对台车的刚度、强度及稳定性进行了计算和校核。计算结果表明:设计的台车结构满足静强度、静刚度和稳定性要求,能够在施工中安全利用且保证明洞管片的施工质量。对台车进行优化设计,在台车满足最不利典型工况下的静强度、静刚度和稳定性要求的前提下,对其结构进行轻量化设计,在可行域内寻求最佳设计案例,在最大程度上减少设计成本和设计周期,使台车设计更为合理。最后对台车进行模态浅析,模态浅析是其它动力学浅析的基础。通过模态浅析可知台车结构整体的固有频率和振型;以固有频率的大小可以看出结构整体的刚度如何;以振态的形状我们可以知道在某个自然共振频率下,结构的变形走势,若要加强结构的刚性,可以以这些较弱的部分来加强。通过模态浅析结果确定了钢拱架的刚度要加强。本课题探讨结果表明用ANSYS进行结构有限元浅析,既可以节省人力物力,又有比较高的计算和模拟精度,对工程实际十分有用,充分体现了ANSYS在产品设计中的作用和作用。该明隧管片支撑台车的有限元浅析探讨可为同类产品的设计及工程实际不足的解决提供具有参考价值的论述依据及实践指导。关键词:支撑台车论文典型工况论文有限元浅析论文模态浅析论文优化设计论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    第一章 绪论9-15

    1.1 课题探讨工程背景9-12

    1.2 本论文所做的主要工作12

    1.3 本论文探讨的目的和作用12-15

    第二章 有限元浅析策略及 ANSYS 介绍15-23

    2.1 数值模拟与有限元法概述15-19

    2.1.1 工程不足的解决15

    2.1.2 数值模拟与有限元法15-16

    2.1.3 有限元法的起源16-17

    2.1.4 有限元的常用术语17-19

    2.2 有限元软件 ANSYS 的功能模块19-23

    第三章 明隧管片支撑台车结构模型的前处理23-31

    3.1 明隧管片支撑台车介绍23-24

    3.1.1 台车概述23

    3.1.2 台车的结构23

    3.1.3 台车的主要技术条件说明23-24

    3.2 台车有限元模型的建立24-26

    3.2.1 建模案例的确定24

    3.2.2 具体建模案例24-25

    3.2.3 有限元模型25-26

    3.3 台车的载荷和边界条件的确定26-31

    3.3.1 边界条件的处理26

    3.3.2 台车工况的确定26

    3.3.3 台车整体载荷的确定26-31

    第四章 典型工况下有限元浅析结果31-45

    4.1 工况一(1.2SD+1.4SW+0.84SL)即施工时起风、未连接防风拉索31-35

    4.1.1 台车整体结构强度的验算33

    4.1.2 台车抗风倾覆性能验算33-34

    4.1.3 台车抗风滑移性能验算34

    4.1.4 结论34-35

    4.2 工况二(1.2SD+1.4SW+0.84SL)架桥机过门架时起风、未连接防风拉索35-38

    4.2.1 台车整体结构强度的验算36

    4.2.2 台车抗风倾覆性能验算36-37

    4.2.3 台车抗风滑移性能验算37

    4.2.4 结论37-38

    4.3 工况三(1.2SD+1.4SL)无风的情况下铺设管片后架桥机通过门架38-40

    4.3.1 台车整体结构强度的验算39

    4.3.2 台车各约束点处的约束反力39-40

    4.3.3 结论40

    4.4 工况四(1.2SD+1.4SW)台车行走时起风、未连接防风拉索40-43

    4.4.1 台车整体结构强度的验算42

    4.4.2 台车抗风倾覆性能验算42

    4.4.3 台车抗风滑移性能验算42-43

    4.4.4 结论43

    4.5 本章结论43-45

    第五章 明隧管片支撑台车的模态浅析45-51

    5.1 明隧管片台车模态浅析45-49

    5.1.1 模态浅析论述基础45-47

    5.1.2 台车模态浅析结果47-49

    5.2 本章小结49-51

    第六章 明隧管片支撑台车结构优化设计51-64

    6.1 优化设计概述51-52

    6.1.1 优化设计概念51

    6.1.2 优化不足的数学模型51-52

    6.2 ANSYS 优化设计基础52-56

    6.2.1 优化设计术语52-55

    6.2.2 优化设计的步骤55-56

    6.3 明隧管片支撑台车结构优化模型建立56-58

    6.4 台车优化结果的浅析58-59

    6.5 优化后台车的结构和强度的校核59-63

    6.5.1 工况一下门架有斜支撑的校核61-62

    6.5.2 工况一下门架无斜支撑时的校核62-63

    6.6 本章小结63-64

    结论与展望64-66

    结论64-65

    展望65-66

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