锅炉检修平台横梁结构优化设计(附件)【字数：8928】
摘 要 本文主要研究的内容是用有限元分析的方法去优化设计横梁结构。一开始介绍了锅炉检修平台以及有限元分析的国内外发展现状，然后从检修平台横梁结构的两个方面去着手设计优化，分别是尺寸优化和截面优化。尺寸优化的方式是通过有限元分析软件对现有的模型进行约束和施加载荷，再与原先的模型进行比较，通过计算得出最终优化的结果。截面优化的方式是分别研究工字梁和“”型梁的稳定性，依旧是通过有限元分析的方法分别对其进行约束和施加载荷，并对最终得出的结果进行比较，从而选用更加合适的梁安装在检修平台上。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.1.1锅炉检修国内外现状 1
1.1.2 有限元分析国内外现状 1
1.2 课题的来源和主要任务 3
1.2.1课题的来源 3
1.2.2课题的主要任务 3
1.3小结 4
第二章 检修平台主体结构设计 5
2.1检修平台主体结构设计 5
2.1.1 设计形式 5
2.1.2 设计计算 5
2.2 平台铺板设计计算 6
2.3小结 8
第三章 检修平台横梁尺寸优化 9
3.1横梁结构简介 9
3.2研究制定计算路线 9
3.3初始计算结果分析 11
3.4横梁优化设计过程 13
3.5优化后对比说明及总结 15
第四章 检修平台横梁截面优化 17
4.1工字梁 17
4.2“”型梁 17
4.3对比分析 22
4.4结论 23
结束语 24
致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1选题背景
想要了解锅炉检修平台的横梁结构，首先必须先要了解好锅炉才能去研究锅炉检修的问题，懂得了锅炉检修的基本概念后，还要去了解有限元分析的概念，从而去了解锅炉检修平台以及检修平台横梁的优化设计。
1.1.1锅炉检修国内外现状
作为生产工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
已经日常生活的重要热力设备，工业锅炉与人民的生活和国家的经济发展有着密不可分的关系，锅炉的应涂十分广泛，种类和数量也十分繁多，而且锅炉的工作环境一般情况下都是十分恶劣的，所以说锅炉检修是必不可少的。同时锅炉也是特种设备，所以要求锅炉执行特种设备安全法。以上的种种条件都促使各行业必须要对锅炉进行检修，消除发生事故的可能性。随着建筑工程等行业的成熟，检修平台的出现促使锅炉检修来到了一个新的高度。为了锅炉检修操作人员的安全，检修平台的设计和改良越来越受到关注。
我国的锅炉检修行业是从建国后开始建设的，但是发展一般，随着1979年改革开放，经济的增长带动了我国工业飞速的发展，由于锅炉基本上遍布于各个行业，所以各个行业对于锅炉的作业要求也随之提高。因此作为在工业生产中非常关键的特种设备，锅炉的检修工作的要求也是非常的严格。与此同时我国也逐步形成了一定的制造、检修标准。随着建筑工程等行业的成熟，检修平台的出现促使锅炉检修来到了一个新的高度。为了锅炉检修操作人员的安全，检修平台的设计和改良越来越受到关注。
一开始维修工业锅炉时的检修平台，是用木杆或者铁管绑扎脚手架来自行搭建的，这一来很浪费时间、人力，又浪费金钱。后来发展成为可升降得维修平台，也就是我们俗称的吊装平，这样的话要比用木杆或者铁管绑扎脚手架搭建来得更快，同时也节省了人力和物力，但后来发现在现实的工作操控运用中，炉内一些特定位置的维修依旧不是很方便，甚至无法涉及到，而且平台安全性依旧达不到要求，容易发生事故。
直到后来出现了更加专业的锅炉内检修平台，更加安全高效。根据这一情况，再投入到工业生产的过程中，还是发现了一些安全性的问题。由于该检修平台的特殊结构，主要的受力单元是其横梁结构，所以，横梁结构的承重能力和在一定压力下的稳定性，是克服安全问题需要解决的首要难点，为此，就要对其进行优化设计，使其在原先高效专业的基础上，安全性也能有很好的保障。所以本课题将对这种检修平台的横梁进行有限元分析，并根据最终的模拟计算结果，优化设计出一个更好的横梁来替代原先的横梁。
1.1.2 有限元分析国内外现状
这样一来就不得不介绍一下有限元分析到底是什么，其实我认为这就是俗称的的高级算法，它实际上是利用数学近似法对真实的物理系统或者模型包括：几何和载荷工况在一定的条件下来进行模拟计算。操作上就是使用有限元分析的软件，将整个模型导入模拟受力或受压，从而模拟出一个精准而真实的计算结果，最后将整个模型根据结果进行优化设计的过程。
有限元分析法与计算分析方法的根本区别在于它的近似性仅仅局限于相对来说较小的子域中。这个领域的专家克拉夫教授在二十世纪六十年代初第一次提出结构力学计算有限元的相关概念，并形象地将这种算法描述为：“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函数”。和求解满足整个定义域的边界条件允许函数的方法不同，有限元法是将简单的函数定义在更为的简单几何形状的单元域上面（分片函数），而且有限元法不去考虑整个定义域复杂的边界条件，这是有限元法相比较于其他算法的优势之一。
有限元分析可以分为三个主要的步骤：分析对象的离散化、有限元求解、计算结果的后处理三部分。分析对象的离散化就是建立所要研究分析的有限元模型，并完成单元网格的划分；计算结果的后处理就是采集处理前置处理出来的结果，让用户可以更加方便地提取信息，清楚计算的结果。
纵观当今全球有限元分析软件的发展情况，可以看出有限元分析方法的主要发展趋势：
1、与CAD软件的无缝集成
随着电子计算机的发展，有限元分析软件发展趋势的其中之一就是与通用CAD软件的无缝集成，就是在用CAD软件画好零件和部件的模型后，可以直接将模型导入到CAE软件中，从而对其进行有限元网格划分并进行分析计算。假如分析出来的的结果达不到设计的要求则要重新设计和分析，直到达到要求为止，这样一来就极大地提高了模型的设计效率。为了达到机械工程师更快地解决复杂的工程问题的要求，有很多有限元分析软件都相继开发了和著名的CAD软件的接口。有的有限元软件为了实现和CAD软件的无缝集成故而采用的是CAD的建模技术，这样可以就实现真正的无缝双向数据的交换。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.1.1锅炉检修国内外现状 1
1.1.2 有限元分析国内外现状 1
1.2 课题的来源和主要任务 3
1.2.1课题的来源 3
1.2.2课题的主要任务 3
1.3小结 4
第二章 检修平台主体结构设计 5
2.1检修平台主体结构设计 5
2.1.1 设计形式 5
2.1.2 设计计算 5
2.2 平台铺板设计计算 6
2.3小结 8
第三章 检修平台横梁尺寸优化 9
3.1横梁结构简介 9
3.2研究制定计算路线 9
3.3初始计算结果分析 11
3.4横梁优化设计过程 13
3.5优化后对比说明及总结 15
第四章 检修平台横梁截面优化 17
4.1工字梁 17
4.2“”型梁 17
4.3对比分析 22
4.4结论 23
结束语 24
致谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1选题背景
想要了解锅炉检修平台的横梁结构，首先必须先要了解好锅炉才能去研究锅炉检修的问题，懂得了锅炉检修的基本概念后，还要去了解有限元分析的概念，从而去了解锅炉检修平台以及检修平台横梁的优化设计。
1.1.1锅炉检修国内外现状
作为生产工作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
已经日常生活的重要热力设备，工业锅炉与人民的生活和国家的经济发展有着密不可分的关系，锅炉的应涂十分广泛，种类和数量也十分繁多，而且锅炉的工作环境一般情况下都是十分恶劣的，所以说锅炉检修是必不可少的。同时锅炉也是特种设备，所以要求锅炉执行特种设备安全法。以上的种种条件都促使各行业必须要对锅炉进行检修，消除发生事故的可能性。随着建筑工程等行业的成熟，检修平台的出现促使锅炉检修来到了一个新的高度。为了锅炉检修操作人员的安全，检修平台的设计和改良越来越受到关注。
我国的锅炉检修行业是从建国后开始建设的，但是发展一般，随着1979年改革开放，经济的增长带动了我国工业飞速的发展，由于锅炉基本上遍布于各个行业，所以各个行业对于锅炉的作业要求也随之提高。因此作为在工业生产中非常关键的特种设备，锅炉的检修工作的要求也是非常的严格。与此同时我国也逐步形成了一定的制造、检修标准。随着建筑工程等行业的成熟，检修平台的出现促使锅炉检修来到了一个新的高度。为了锅炉检修操作人员的安全，检修平台的设计和改良越来越受到关注。
一开始维修工业锅炉时的检修平台，是用木杆或者铁管绑扎脚手架来自行搭建的，这一来很浪费时间、人力，又浪费金钱。后来发展成为可升降得维修平台，也就是我们俗称的吊装平，这样的话要比用木杆或者铁管绑扎脚手架搭建来得更快，同时也节省了人力和物力，但后来发现在现实的工作操控运用中，炉内一些特定位置的维修依旧不是很方便，甚至无法涉及到，而且平台安全性依旧达不到要求，容易发生事故。
直到后来出现了更加专业的锅炉内检修平台，更加安全高效。根据这一情况，再投入到工业生产的过程中，还是发现了一些安全性的问题。由于该检修平台的特殊结构，主要的受力单元是其横梁结构，所以，横梁结构的承重能力和在一定压力下的稳定性，是克服安全问题需要解决的首要难点，为此，就要对其进行优化设计，使其在原先高效专业的基础上，安全性也能有很好的保障。所以本课题将对这种检修平台的横梁进行有限元分析，并根据最终的模拟计算结果，优化设计出一个更好的横梁来替代原先的横梁。
1.1.2 有限元分析国内外现状
这样一来就不得不介绍一下有限元分析到底是什么，其实我认为这就是俗称的的高级算法，它实际上是利用数学近似法对真实的物理系统或者模型包括：几何和载荷工况在一定的条件下来进行模拟计算。操作上就是使用有限元分析的软件，将整个模型导入模拟受力或受压，从而模拟出一个精准而真实的计算结果，最后将整个模型根据结果进行优化设计的过程。
有限元分析法与计算分析方法的根本区别在于它的近似性仅仅局限于相对来说较小的子域中。这个领域的专家克拉夫教授在二十世纪六十年代初第一次提出结构力学计算有限元的相关概念，并形象地将这种算法描述为：“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函数”。和求解满足整个定义域的边界条件允许函数的方法不同，有限元法是将简单的函数定义在更为的简单几何形状的单元域上面（分片函数），而且有限元法不去考虑整个定义域复杂的边界条件，这是有限元法相比较于其他算法的优势之一。
有限元分析可以分为三个主要的步骤：分析对象的离散化、有限元求解、计算结果的后处理三部分。分析对象的离散化就是建立所要研究分析的有限元模型，并完成单元网格的划分；计算结果的后处理就是采集处理前置处理出来的结果，让用户可以更加方便地提取信息，清楚计算的结果。
纵观当今全球有限元分析软件的发展情况，可以看出有限元分析方法的主要发展趋势：
1、与CAD软件的无缝集成
随着电子计算机的发展，有限元分析软件发展趋势的其中之一就是与通用CAD软件的无缝集成，就是在用CAD软件画好零件和部件的模型后，可以直接将模型导入到CAE软件中，从而对其进行有限元网格划分并进行分析计算。假如分析出来的的结果达不到设计的要求则要重新设计和分析，直到达到要求为止，这样一来就极大地提高了模型的设计效率。为了达到机械工程师更快地解决复杂的工程问题的要求，有很多有限元分析软件都相继开发了和著名的CAD软件的接口。有的有限元软件为了实现和CAD软件的无缝集成故而采用的是CAD的建模技术，这样可以就实现真正的无缝双向数据的交换。
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