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1、 学校代号 10532 学 号 S1202W252 分 类 号 TH243 密 级 公 开 工程硕士学位论文 混匀堆料机臂架优化设计及 软件平台开发 学位申请人姓名 蔡敏 培 养 单 位 机械与运载工程学院 导师姓名及职称 韩旭教授 胡学军高工 学 科 专 业 车辆工程 研 究 方 向 机械 CAE 技术 论文提交日期 2014 年 4 月 30 日 学校代号：10532 学 号：S1202W252 密 级：公开 湖南大学工程硕士学位论文湖南大学工程硕士学位论文 混匀堆料机臂架优化设计及软件平台开发 学位申请人姓名： 蔡敏 导师姓名及职称： 韩旭教授 胡学军高工 培养单位： 机械与运载工程学院
2、 专业名称： 车辆工程 论 文 提 交 日 期： 2014 年 04 月 30 日 论 文 答 辩 日 期： 2014 年 05 月 18 日 答辩委员会主席： 程军圣教授 The optimization design and development of software platware of Blending stacker boom by CAI Min B.E. (Hunan university of science and technology) 2011 A thesis submitted in partial satisfaction of the Requirement
3、s for the degree of Master of Engineering in Vehicle Engineering in the Graduate School of Hunan University Supervisor Professor HAN Xu Senior Engineer HU XueJun April, 2014硕士学位论文 I湖湖 南南 大大 学学 学位论文原创性声明 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的
4、研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密?。 （请在以上相应方框内打“” ） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期：
5、 年 月 日混匀堆料机臂架优化设计及软件平台开发 II摘 要 混匀堆料机在港口、矿山等原料储运场所广泛应用。混匀堆料机是单件小批量生产的大型散料输送设备，大多数情况下是针对某个具体项目而设计制造的。在设备设计和制造时需针对不同用户实际需求作相应的改变， 设计出相应的产品，就能在日益激烈的市场竞争中保持优势。为了适应市场的需求与挑战，对其实行产品设计的系列化非常必要。 本文以混匀堆料机臂架机构为研究对象，建立参数化尺寸驱动的设计模型与分析模型，以实现产品的智能化设计；在综述了国内外相关文献研究的基础上，对不确定性的单目标优化方法方面展开了一些的研究，力求在快速、有效的算法本身及其在混匀堆料机臂架
6、设计中的应用方面开展了一些探索。本文主要的研究内容有： 1) 基于三维设计INVENTOR软件平台，采用自顶向下的设计方法对混匀堆料机臂架机构进行了CAD参数化设计。主要内容包括建立三维框架模型、三维数模驱动的建立与校核、二维工程图的生成技术、修改数据库中数据实现框架模型的尺寸驱动。 2) 在参数化的设计基础上，考虑产品轻量化设计理论与强度、刚度的设计要求， 基于ANSYS平台对混匀机构臂架参数化的CAE分析。 主要研究内容包括建立臂架的CAE参数化模型，臂架结构的静力分析，臂架结构设计参数的灵敏度分析。 3) 基于非概率区间方法，提出了一种混匀堆料机臂架重量的不确定性优化设计方法。考虑到臂架
7、系统中一些参数受制造、测量等因素的影响，不可避免地存在不确定性，在用区间来描述不确定性的基础上，建立了混匀堆料机臂架重量的不确定性优化模型，并应用基于序列线性规划的非线性区间数优化方法进行求解。 4) 基于VB平台，开发完成了混匀堆料机臂架参数化设计系统，实现人机交互界面输入，将参数化的设计与参数化的分析优化模块进行高度集成，实现封装。 臂架参数化设计的实现及设计平台的开发可以使设计人员很方便的实现对臂架的局部修改及重新设计过程，提高了臂架的设计效率和设计质量；采用基于区间的不确定性优化方法不仅可以解决臂架制造的经济性问题，而且使臂架的结构设计更加合理。 关键词：混匀堆料机臂架；参数化设计；灵
8、敏度分析；不确定性优化 硕士学位论文 Abstract Blending stacker in ports, mines and other places of raw material storage and transportation is widely used. Blending stacker is sheet small batch production of large bulk material conveying equipment, in most case, it is for a specific project and the design and manufact
9、ure, in equipment design and manufacturing to needs for different user actual demand for the corresponding change. Timely according to customer requirements to design the corresponding products, to keep advantage in the increasingly fierce market competition, In order to adapt to the demand of the m
10、arket and the challenge of a series of product design is very necessary. This paper takes the boom of blending stacker institutions as the research object. Parametric dimension driven design model is established and the analysis model, so as to realize the intelligent product design; Based on the st
11、udy of the related literature at home and abroad were reviewed, in single objective optimization method of uncertainty for some research, Strive for in the fast and effective algorithm itself and its application in design of blending stacker boom, has carried out some exploration. The main contexts
12、as following： 1) Based on the 3D design platform of INVENTOR，using the top-down design method of blending stacker boom mechanism CAD parametric design. In this chapter, it includes the modeling of designing frame, the driven and check of the 3D mathematical model, the technology of production drawin
13、gs, driving the size changing of the frame model with modifying data in the database . 2) On the basis of parameterized design, meeting the design requirements of strength ,rigidity and lightweight design theory, Based on ANSYS platform boom of blending mechanism parameterized CAE analysis, In this
14、chapter, the main research includes CAE parametric model of building boom, boom structure static analysis, the sensitivity analysis of boom structure design parameters. 3) Based on the probability interval method, this paper puts forward a kind of blending stacker boom weight optimization design met
15、hod of uncertainty. Some parameters in considering the boom system is affected by factors such as manufacture, measurement, there are inevitably some uncertainty, On the basis of the interval is used to describe the uncertainty, established the uncertainty of blending stacker boom weight optimization model, And applied to nonlinear interval optimization method based on sequential linear programming to solve. 混匀堆料机臂架优化设计及软件平台开发 4) Based on VB (Visual Basic), developed blending stacker boom parametric design sys
