Нагруженность и оптимизация пластинчато-стержневых элементов стреловых конструкций экскаваторов и кранов

• Автор: Гончаров, Николай Вячеславович
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 235 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО РАСЧЕТУ И ВЫБОРУ

ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТИНЧАТОСТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРЕЛОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ЕЕ Область применения и типовые дефекты пластинчатостержневых элементов

1.2. Состояние вопроса по методам расчета пластинчатостержневых элементов

1.3. Состояние вопроса по методам определения нагрузок на стреловые конструкции экскаваторов и кранов
1.4. Анализ конструктивных схем и формализация параметров проектирования пластинчато-стержневых элементов стреловых конструкций
1.5. Состояние вопроса по оптимальному проектированию пластинчато-стержневых элементов стреловых конструкций

1.6. Цели и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО

СОСТОЯНИЯ ПЛАСТИНЧАТО-СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
СТРЕЛОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Моделирование стержней, диафрагмы и ребер жесткости стреловых конструкций экскаватора и крана-трубоукладчика
2.2. Моделирование блоков, канатов, полиспастов и механизмов
2.3. Выбор параметров статического нагружения пластинчатостержневых элементов стреловых конструкций
2.4. Анализ напряженного состояния пластинчато-стержневых элементов стреловых конструкций
Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПЛАСТИНЧАТОСТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРЕЛОВЫХ КРНСТРУКЦИЙ
(НА ПРИМЕРЕ ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-15ХЛ)
3 Л. Методика экспериментальных исследований стреловой
конструкции экскаватора ЭКГ -15ХЛ
3.2. Методика обработки экспериментальных данных
3.3. Анализ результатов обработки экспериментальных данных
Выводы
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕО СОСТОЯНИЯ ПЛАСТИНЧАТОСТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ
4.1. Выбор и обоснование расчетной динамической схемы стреловой конструкции
4.2. Методика моделирования внешней динамической нагрузки
на рабочий орган экскаватора
4.3. Методика поэтапного динамического расчета пластинчатостержневых элементов стреловых конструкций экскаваторов и кранов
4.4. Сопоставление результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных
Выводы
5. ПОЭТАПНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТИНЧАТО-СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРЕЛОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1. Выбор критериев оптимизации и формирование функции

5.2. Методика поэтапной оптимизации параметров пластинчатостержневых элементов стреловых конструкций
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Аналитический подход применяется в основном для систем, и оказывается эффективным при определении рациональных значений лишь некоторых параметров, улучшающих определенные показатели конструкции. Среди множества работ по данной тематике можно отметить работы Ольхоффа Н., Ляховича Л.С.и д.р. [75,76,97]. Применение аналитических методов эффективно при исследовании особых точек и сингулярных участков решений. В оптимальном проектировании при помощи аналитических методов изучается, например, асимптотическое поведение переменных проектирования (толщин тонкостенных конструкций, объемных концентраций армирующих материалов) в окрестности участков крепления конструкций и вблизи от точек приложения сосредоточенных воздействий. Другой тип особенностей, исследовавшийся аналитическими средствами, связан с появлением внутренних шарниров. В рамках этого подхода наиболее полно изучены вопросы предельного снижения веса упругих конструкций при ограничениях на собственные частоты колебаний [75], взаимные задачи оптимизации собственных частот колебаний упругих элементов при заданном весе [76] и д.р. При этом не рассматривается конструктивное оформление узлов, воспринимающих нагрузки, опорных закреплений, не проводится расчет на усталостную долговечность.
Подход, основанный на применении градиентных методов и методов случайного поиска, включает целую группу методов, основанную на критериях оптимальности. В рамках этого направления основное внимание уделяется развитию численных методов и использованию вычислительной техники. Это направление, в первую очередь, берет за основу использование методов математического программирования для решения практических задач процесса оптимизации. Оно представлено работами, в которых предметом исследования являются проектирование конструкций с переменной топологией, численные методы оптимизации и разработка алгоритмов. Среди них особо следует отметить работы Хога Э. и Ароры Я. [134,135], Баничука Н.В. [8], Безделева В.В. [9] и д.р.