發(fā)布時(shí)間：2017-10-19 02:02

  本文關(guān)鍵詞：可展式移動(dòng)平衡重塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

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【摘要】：為了改善頻繁的高應(yīng)力工作狀態(tài),延長(zhǎng)塔機(jī)使用壽命,移動(dòng)平衡重塔機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,但其出現(xiàn)并沒有大幅改善塔機(jī)的應(yīng)力水平,反而帶來了很多缺陷,致使應(yīng)用不多。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外可移動(dòng)平衡重塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致受力不均勻等缺點(diǎn),本課題提出了一種新的解決方案來改善塔機(jī)的結(jié)構(gòu)。本課題設(shè)計(jì)的新型可移動(dòng)平衡重塔式起重機(jī)機(jī)構(gòu),引入了可展結(jié)構(gòu),即將剪式鉸單元組合到塔機(jī)結(jié)構(gòu)中�？烧菇Y(jié)構(gòu)的空間縮放特性大幅的增加了平衡重的水平移動(dòng)距離,減少了塔身頂部的平衡彎矩,這是傳統(tǒng)的移動(dòng)平衡重塔機(jī)無法比擬的,目標(biāo)是使得動(dòng)臂式塔機(jī)滿足塔機(jī)穩(wěn)定性和靜剛度要求,同時(shí)本設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)特性更加出色,側(cè)向位移也相較固定平衡重塔機(jī)大幅減少,塔身穩(wěn)定性更加可靠,而且能夠充分利用動(dòng)臂和塔身材料結(jié)構(gòu),大幅減輕塔機(jī)自重,降低功耗。首先,進(jìn)行塔機(jī)結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)與分析。基于動(dòng)態(tài)靜力學(xué)分析方法,得到了塔機(jī)上各部分結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性,并分析了塔機(jī)變幅力、側(cè)向位移、塔身穩(wěn)定性特性。然后,進(jìn)行塔機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。以動(dòng)態(tài)位移響應(yīng)幅值為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),保證了在塔身靜剛度計(jì)算條件下的最優(yōu)解。接著,進(jìn)行塔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析。根據(jù)塔機(jī)規(guī)范,確定技術(shù)指標(biāo),并設(shè)計(jì)塔機(jī)各部分結(jié)構(gòu),包括起升機(jī)構(gòu),變幅機(jī)構(gòu),回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),頂升機(jī)構(gòu),移動(dòng)平衡重機(jī)構(gòu),并進(jìn)行相應(yīng)的減速機(jī)與制動(dòng)器選型。通過ANSYS軟件進(jìn)行了靜力學(xué)分析,模態(tài)分析,和瞬態(tài)響應(yīng)分析,滿足結(jié)構(gòu)特性。之后,基于等效元素集成法建立相應(yīng)的平面等效模型,從而推導(dǎo)出塔機(jī)動(dòng)力學(xué)方程,通過Adams仿真對(duì)起升機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)的仿真分析與驗(yàn)證,設(shè)計(jì)合理可靠。最后,與固定平衡重塔機(jī)在變幅力、側(cè)向位移、塔身穩(wěn)定性做了比較,得出結(jié)論是,本課題設(shè)計(jì)的新型可移動(dòng)平衡重塔式起重機(jī)機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)自重更輕,起重量更大,受力更加合理,使用壽命更長(zhǎng),提高了可移動(dòng)平衡重塔式起重機(jī)的性能。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)平衡重 剪式鉸單元 動(dòng)態(tài)靜力學(xué) 動(dòng)力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題來源及研究的背景和意義10-12
• 1.1.1 課題的來源10
• 1.1.2 課題研究的背景和意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析12-17
• 1.2.1 可移動(dòng)平衡重式塔機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及分析12-16
• 1.2.2 塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析16
• 1.2.3 多體動(dòng)力學(xué)分析方法國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及分析16-17
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 移動(dòng)平衡重式塔機(jī)結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)與分析19-40
• 2.1 引言19
• 2.2 移動(dòng)平衡重動(dòng)臂塔機(jī)方案設(shè)計(jì)19-21
• 2.3 移動(dòng)平衡重塔機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析21-23
• 2.4 移動(dòng)平衡重塔機(jī)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析23-30
• 2.4.1 移動(dòng)平衡重塔機(jī)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力學(xué)計(jì)算24-28
• 2.4.2 移動(dòng)平衡重動(dòng)臂塔機(jī)擺動(dòng)力和擺動(dòng)力矩計(jì)算28-30
• 2.5 變幅力計(jì)算30-33
• 2.6 動(dòng)臂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算33-35
• 2.6.1 動(dòng)臂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算33-35
• 2.6.2 動(dòng)臂整體穩(wěn)定性計(jì)算35
• 2.7 塔身穩(wěn)定性計(jì)算35-36
• 2.8 塔身靜態(tài)剛性校核36-38
• 2.9 起重機(jī)特性曲線38-39
• 2.10 本章小結(jié)39-40
• 第3章 移動(dòng)平衡重式塔機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)40-45
• 3.1 引言40
• 3.2 移動(dòng)平衡重動(dòng)臂塔機(jī)簡(jiǎn)化模型40-41
• 3.3 移動(dòng)平衡重機(jī)構(gòu)工作空間41
• 3.4 移動(dòng)平衡重塔機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化41-44
• 3.4.1 建立坐標(biāo)系確定設(shè)計(jì)變量41-42
• 3.4.2 給定目標(biāo)函數(shù)42
• 3.4.3 添加約束條件42-43
• 3.4.4 確定優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)43-44
• 3.4.5 移動(dòng)平衡重塔機(jī)機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化模型求解44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 移動(dòng)平衡重式塔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析45-57
• 4.1 引言45
• 4.2 塔機(jī)技術(shù)指標(biāo)45
• 4.3 特性曲線45-46
• 4.4 總體方案46-52
• 4.4.1 起升機(jī)構(gòu)47-49
• 4.4.2 變幅機(jī)構(gòu)49-51
• 4.4.3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)51
• 4.4.4 頂升機(jī)構(gòu)51
• 4.4.5 移動(dòng)平衡重機(jī)構(gòu)51
• 4.4.6 減速器和制動(dòng)器選型51-52
• 4.5 塔機(jī)有限元分析52-56
• 4.5.1 有限元模型建立52
• 4.5.2 靜力學(xué)分析52-54
• 4.5.3 模態(tài)分析54-55
• 4.5.4 瞬態(tài)響應(yīng)分析55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第5章 移動(dòng)平衡重式塔機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與仿真57-71
• 5.1 引言57
• 5.2 移動(dòng)平衡重動(dòng)臂塔機(jī)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析57-64
• 5.2.1 等效系統(tǒng)轉(zhuǎn)換矩陣建立57-58
• 5.2.2 建立等效系統(tǒng)轉(zhuǎn)換矩陣58-60
• 5.2.3 塔機(jī)組裝等效質(zhì)量陣60-62
• 5.2.4 二階張量T_(ia)和三階張量T'_(ibc)62-63
• 5.2.5 廣義力矩陣63-64
• 5.3 移動(dòng)平衡重式塔機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真64-70
• 5.3.1 移動(dòng)平衡重塔機(jī)仿真模型的建立64-67
• 5.3.2 移動(dòng)平衡重塔機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真與結(jié)果分析67-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76

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本文編號(hào)：1058401