钢模台车绿色模块化设计研究-机械制造及其自动化专业论文.docxVIP

三峡大学硕士学位论文 三 峡 大 学 硕 士 学 位 论 文 II万方数据 II 万方数据 内 容 摘 要 本文以绿色模块化设计理论为基础，针对钢结构类施工机械这一非常重要的设计 领域，将减少这类施工机械在生产、制作及运输等各方面的成本为主要研究目的，应 用上述理论方法对型钢结构类机械的典型代表——钢模台车进行了具体的设计和深 入的分析。 所做的具体工作如下： 首先，通过对钢模台车的研究分析发现其有这样两个共性：第一，钢模台车的大 多数结构零部件是由型钢组成，其零部件(杆或者梁)的截面形式和尺寸的大小都是有 一定规范的。第二，钢模台车为非标机械，在施工结束后重复利用性差，造成大量的 浪费，增加大量施工成本。 其次，通过对型钢结构类机械的研究总结，对钢模台车的门架进行连续拓扑优化， 获得门架的最优结构框架图。然后，利用最优化门架结构对传统钢模台车进行了具体 详细的设计，给出了其设计模型。利用大型有限元分析软件 Ansys 建立传统钢模台车 的有限元模型，并进行了工况分析，验证其结构的安全性和可靠性。 然后，基于对绿色模块化设计理论的研究，设计出一种可重复利用的模块式钢模 台车，并给出设计模型。该模型利用贝雷架和绿色万能杆件易于租赁和可重复利用的 优点，将门架使用贝雷架拼装设计，顶模架使用绿色万能杆件拼装设计，同时设计出 标准化模板，经绿色模块化设计理论分析可知，其满足重复利用功能。利用大型有限 元分析软件 Ansys 建立模块式钢模台车的有限元模型，利用 ANSYS 的 APDL 语言对其 进行有限元模型的参数化，对模型进行工况分析，验证其结构的安全性和可靠性。经 分析可知，其结构安全、可靠，能够用满足施工要求。 最后，基于上述研究成果，对两种台车的门架、顶模架及模板进行对比分析，从 结构的可靠性、经济的合理性、运输的方便性及绿色环保性等方面突出这种创新设计 的优势，为以后的钢模台车设计制作提供参考。 关键词：型钢结构类机械 模块式钢模台车 绿色模块化 有限元分析 经济性 III万方数据 III 万方数据 Abstract Focusing on the important domain—the construction machinery of steel structure design, based on the theory of the green modular design，aiming at reducing the cost of the construction machinery in the processing of manufacture, production and transportation, the specific design and in-depth analysis has done for the the steel trolley—the representative steel structure of the machines in use of the above theory. The Specific work as follows: Firstly, according to the study we find out that the steel trolley have two common characteristics: First, Most parts of the steel trolley is composed of steel structure, and the size and the section form of the parts (rod or beam) have certain specifications; Second, the steel trolley is non-standard machinery, this type of mechanical often caused a lot of waste and add a substantial amount of construction cost for they cannot be recycled after the project. Secondly, the traditional steel trolley has designed in detail in use of the most optimal structure frame of the door frame we got from the topology optimization of the door frame according to the study of the ste