臂式斗轮堆取料机斗轮机构斗轮体优化设计 张帅 摘要：斗轮堆取料机是料场、矿山等散装物料储存场所的关键加工设备。 它广泛应用于许多大型材料中。 为了更好地满足我国行业发展的需要，容积式连续散装物料作业装置此时提出了精准规划，其实施参数化改进具有非常突出的实用价值。 重点：臂型； 斗轮堆取料机； 斗轮体； 优化路径； 解决方案; 参数索引 1 基于APDL的优化设计过程 APDL，即AN-SYS参数化设计形式，是一种基于APDL的参数化设计过程铁板，使用变量构造分析模型的编程语言。 基于APDL的优化设计方法通常使用AN-SYS进行改进规划。 具体过程可概括为：首先，利用APDL建立参数化模型，同时进行有限元分析； 其次，提取要使用的组件分析信息，发送至优化程序； 第三，利用优化程序进行相关运算，得到优化结果。 2 基于APDL的斗轮体有限元分析 2.1 参数化模型的构建 在进行斗轮体的正式设计之前臂式斗轮堆取料机 型式和基本参数，必须利用APDL的参数化设计功能构建斗轮体的参数化有限元模型。 由于斗轮体的形状和结构一般比较复杂，斗轮体的有限元分析只需要考虑斗轮体的整体受力情况。 因此，为了便于斗轮体参数模型的快速构建，相关设计人员要求对斗轮体的局部结构进行一定程度的优化和改进，即整体强度的提高。斗轮体应逐步简化。

选取斗轮体参数化模型的DQL1、DQL3、DQL5共3个参数作为有限元分析和改进设计的变量。 相关设计人员成功导入参数后，即可进入建模流程。 由于斗轮体为薄壁钢结构，建模时需要采用壳单元或实体单元。 但如果将两者进行比较，可以发现可以选择壳单元进行结构分析和改进设计。 可以减少整体的计算量。 同时，在估算弯矩时，实体单元在厚度方向的层数并不多，估算结论会存在一定偏差，无法达到像壳单元那样的计算精度。 因此，在斗轮体建模时，相关设计人员需要选择shell281单元，并将壳体整体厚度设置为0.01m。 然后设置斗轮体参数模型的原材料，最终实现斗轮体参数模型的构建。 2.2 网格划分 网格划分是有限元分析的关键步骤。 网格划分的程度会在很大程度上影响估计的准确性。 如果网格的级别太低，将会导致严重的问题。 切断计算。 考虑到斗轮体结构的复杂性和有限元分析的需要，相关设计人员在使用斗轮体参数模型时通常采用自由分割的形式。 2.3 装载及约束施工斗轮堆取料机是一种需要连续工作的机械设备。 工作时，斗轮体完成连续旋转。 但由于其转速仅为6r/min，可以承载斗轮体的载荷。 该重量被视为静载荷。

因此，对于斗轮体，要求相关设计人员施加自由度约束和集中载荷，并在参数化模型中添加三个方向的运动和旋转约束，使斗轮体结构的自由度演化为零。 3 基于APDL的斗轮体优化设计 3.1 优化设计简介 这是探索最优结构形式的规划技术。 其通常的机制是建立优化模型并采用多样化的优化方法来满足规划标准。 下面进行迭代计算，最终得到目标函数的值大连铆焊加工厂，从而得到最佳设计方案。 优化设计本质上是一个从分析到评价再到改进的转变过程，需要对各个设计序列进行有限元分析，同时进行优化参数的评估臂式斗轮堆取料机 型式和基本参数，慢慢逼近最优设计序列。 。 在产品规划过程中，采用优化设计可以提高产品的规划水平，提高设计的整体效率，使最终的产品显得更加科学、专业。 3.2 优化设计模型 优化设计模型一般可以概括为：在给定的约束条件下，选择设计变量，使目标函数的值达到极值。 为了实现斗轮体的轻量化目标，相关设计人员需要选择斗轮体的整体质量水平作为规划目标函数。 但由于斗轮体是通过钢结构的几个部分连接在一起的，其各部分的密度是比较一致的大连铆工招聘，因此在上述优化设计中，可以选择斗轮体的总体积作为目标函数。 3.3 优化设计方法的选择 基于APDL 的优化设计方法通常有两类，一类是零阶法，另一类是一阶法。

零阶法是相关设计人员在优化设计过程中常用的方法。 它可以利用操作状态变量和目标函数有效地解决许多项目问题。 零阶方法通常包括单步操作。 均值、随机分配均值、最优梯度均值等； 而一阶手段的使用通常是偏导数，利用状态变量和目标函数的一阶偏导数的近似。 这种方法极其准确，而且特别容易使用。 在状态变量和目标函数变化较大、规划范围较大的情况下。 4 结论 综上所述，斗轮体的优化效果极为突出，达到了斗轮体轻量化的目的。 同时，这也体现了APDL在优化设计方面的现实意义。 也大大降低了设计的资金成本，让产品规划更加专业。 参考文献：[1]毛毅． 臂式斗轮堆取料机斗轮体优化设计[D]. 长沙：湖南大学，2015. [2]吴帅，郭瑞琴，李忠。 斗轮堆取料机斗轮体结构分析与优化设计[J]. 机械设计与制造，2014（11）。 [3] 龚建民. 悬臂斗轮堆取料机总体设计及机构分析与优化设计[J]. 水利水电建设，2016（4）：60-67.-全文已完成-