本文選題：門式起重機 + 主梁　； 參考：《遼寧工程技術(shù)大學》2015年碩士論文

【摘要】：起重機械對國民經(jīng)濟建設發(fā)揮著積極的促進作用,在工作過程中,各機構(gòu)頻繁的完成起動、制動操作,受到正、反向力的交替作用,存在著強烈的振動與沖擊,由于經(jīng)常處于不穩(wěn)定變幅應力的作用之下,各結(jié)構(gòu)(機構(gòu))將產(chǎn)生不同程度的損傷,這直接影響門式起重機的整機性能。主梁作為起重機的關(guān)鍵部件,其損傷情況和壽命在很大程度上決定了起重機的使用壽命。隨著我國起重設備制造技術(shù)的不斷進步與發(fā)展,起重機的起重能力、運輸距離越來越大,對主梁的安全性要求也越來越高。本學位論文以起升載荷作用下主梁的沖擊損傷以及主梁的疲勞壽命為研究對象開展研究,目的在于提高門式起重機主梁的綜合性能,為主梁的結(jié)構(gòu)設計提供手段,為門式起重機的安全運行和經(jīng)濟效益的提高提供了一定的理論依據(jù),具有廣泛的工程應用背景和一定的學術(shù)研究價值。本論文建立了門式起重機主梁結(jié)構(gòu)有限元模型,對其進行了適當簡化。采用有限元軟件ANSYS Workbench和疲勞分析軟件nsoft對主梁的動靜態(tài)力學特性和疲勞損傷進行了分析。仿真結(jié)果表明：主梁受力較大的位置主要集中在主梁的腹板、上下蓋板與腹板的焊接部位、橫隔板與腹板連接部位以及主梁與支腿連接部位,易產(chǎn)生疲勞損傷；有預應力的模態(tài)振頻較無預應力模態(tài)振頻略小,壓應力使結(jié)構(gòu)的剛性減少,頻率降低;質(zhì)量的減少會使頻率升高；起升時間控制在1-1.5s較為合適,這樣既可以保證起重機工作效率,又不會對金屬結(jié)構(gòu)和傳動部件施加很大的動載荷,從而降低起、制動過程中金屬結(jié)構(gòu)的損傷；疲勞損傷是由某幾個幅值非常大的循環(huán)載荷產(chǎn)生的,40t以上起重量是造成主梁損傷主要載荷；沖擊載荷作用下保守估計主梁在不修復的情況下可使用24.7年；過載、殘余應力、表面粗糙度和缺口效應均對主梁的使用壽命具有明顯的影響。應用以Paris公式和Miner線性損傷理論為基礎的疲勞壽命計算數(shù)學模型,通過編寫MATLAB程序計算門式起重機主梁結(jié)構(gòu)疲勞壽命為24.59年。該壽命計算值與沖擊損傷結(jié)果較為接近,說明沖擊損傷研究具有一定的合理性和科學性。
[Abstract]:Lifting machinery plays a positive role in the construction of national economy. In the process of work, each organization frequently completes the starting and braking operation, is subjected to the alternating action of positive and reverse forces, and has strong vibration and impact. Due to the effect of unstable amplitude stress, various structures (mechanisms) will produce varying degrees of damage, which directly affects the performance of gantry cranes. As the key component of crane, the damage and life of main girder determine the service life of crane to a great extent. With the continuous progress and development of hoisting equipment manufacturing technology in our country, crane lifting capacity, transportation distance is becoming larger and larger, and the safety requirements of the main beam are becoming higher and higher. In this dissertation, the impact damage and fatigue life of the main girder under lifting load are studied. The purpose of this thesis is to improve the comprehensive performance of the main girder of the gantry crane and to provide the means for the structural design of the main girder. It provides a certain theoretical basis for the safe operation of gantry crane and the improvement of economic benefit. It has extensive engineering application background and certain academic research value. In this paper, the finite element model of portal crane girder structure is established, and it is suitably simplified. Finite element software ANSYS Workbench and fatigue analysis software nsoft are used to analyze the dynamic and static mechanical properties and fatigue damage of the main beam. The simulation results show that the main beam is mainly located in the web of the main beam, the welding part between the upper and lower cover plate and the web, the connection part between the transverse diaphragm and the web, and the connection part between the main beam and the supporting leg, which is prone to fatigue damage. The frequency of pre-stressed mode vibration is slightly smaller than that of unprestressed mode, the compression stress reduces the rigidity and frequency of the structure, the reduction of mass increases the frequency, and the lifting time is controlled at 1-1.5 s. This can not only guarantee the efficiency of crane work, but also do not exert great dynamic load on metal structure and transmission parts, thus reducing the damage of metal structure in the process of starting and braking. Fatigue damage is caused by a number of cyclic loads with a very large amplitude. The load of 40 t or more is the main load to cause damage to the main beam, the conservative estimation of the main beam under impact load can be used for 24.7 years without repairing, the overload, the residual stress, The surface roughness and notch effect have obvious influence on the service life of the main beam. The fatigue life calculation mathematical model based on Paris formula and Miner linear damage theory is applied to calculate the fatigue life of gantry crane main girder structure by compiling MATLAB program. The fatigue life of gantry crane main girder structure is 24.59 years. The calculated value of life is close to the result of impact damage, which indicates that the research of impact damage is reasonable and scientific.
【學位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH213.5

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本文編號：1913422