【摘要】： 越野輪胎起重機(jī)是一種由支腿、車架、轉(zhuǎn)臺(tái)、吊臂四大部件構(gòu)成的重要工程起重機(jī),它具有機(jī)動(dòng)性好、移動(dòng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)快、利用率高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、車站、機(jī)場(chǎng)和一些建筑工地,主要用來裝卸和搬運(yùn)貨物、建筑結(jié)構(gòu)安裝以及建筑材料、預(yù)制構(gòu)件的裝卸。作為越野輪胎起重機(jī)最重要部件之一的車架,在起重機(jī)中起著承上起下的作用,在大載荷工作狀態(tài)下車架通過支腿支承于地面,承受著該起重機(jī)的上車自重和吊重,其載荷形式包括縱向彎曲、扭轉(zhuǎn)、橫向彎曲,以及它們的組合,而且車架多采用由鋼板焊接而成的單室或多室的箱形薄壁結(jié)構(gòu),因此,車架是整臺(tái)起重機(jī)的薄弱環(huán)節(jié),一旦車架主要結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞問題,將會(huì)導(dǎo)致整臺(tái)起重機(jī)產(chǎn)生致命的損傷。在起重機(jī)吊重行駛時(shí),路面的激勵(lì)可能會(huì)引起車架共振,使車架的使用壽命降低,所以對(duì)車架進(jìn)行剛度、強(qiáng)度及動(dòng)態(tài)特性分析,設(shè)計(jì)出滿足強(qiáng)度、剛度要求,質(zhì)量輕結(jié)構(gòu)合理,動(dòng)態(tài)特性好的車架,對(duì)推動(dòng)我國(guó)越野輪胎起重機(jī)的發(fā)展具有非常重要的意義。 本課題從實(shí)際情況出發(fā),以目前國(guó)內(nèi)最大噸位75噸越野輪胎起重機(jī)產(chǎn)品開發(fā)為背景,將有限元理論、軟件工具和試驗(yàn)結(jié)合起來,主要對(duì)兩種越野輪胎起重機(jī)車架方案在最危險(xiǎn)工況進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)有限元分析,并把計(jì)算得到的應(yīng)力值和試驗(yàn)值比較,確定車架在規(guī)定安全系數(shù)下具有足夠的剛度和強(qiáng)度,得到的位移、應(yīng)力云圖為車架結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化提供依據(jù)。通過車架模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,得到車架固有頻率、振型和位移、應(yīng)力隨頻率變化曲線,指導(dǎo)車架的加工和使用,避免車架在起重機(jī)中行駛時(shí)產(chǎn)生共振。在課題研究過程中充分利用了現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)軟件,在I-DEAS軟件中建立兩方案的車架三維幾何模型,在HyperMesh前處理軟件中建立其有限元模型,運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行計(jì)算分析,還利用ADMAS虛擬樣機(jī)軟件求解有限元模型中的載荷大小。 通過本課題的研究和實(shí)踐證明,采用有限元分析和多種軟件綜合運(yùn)用對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)研究是一種高效的方法,能顯著縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期,降低新產(chǎn)品開發(fā)成本,使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位。
【圖文】：

1.1 引言起重機(jī)械是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動(dòng)化、減輕繁重體力勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要工具和設(shè)備。如在港口碼頭和鐵路車站，沒有起重機(jī)械，裝卸工作就不能進(jìn)行；在冶金生產(chǎn)中，起重機(jī)械已用于金屬生產(chǎn)的全部過程；現(xiàn)代建筑工程，不能離開起重機(jī)械；在農(nóng)業(yè)和林場(chǎng)，最困難、最費(fèi)力的工作也由起重機(jī)械來完成；在核發(fā)電站中，采用特殊的起重機(jī)，用以代替人的操作去擔(dān)當(dāng)對(duì)人體健康有嚴(yán)重危害的作業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，起重機(jī)械在不斷地完善和發(fā)展之中[1]。起重機(jī)的分類繁雜，按其移動(dòng)性能可分為固定式與移動(dòng)式兩大類，移動(dòng)式起重機(jī)中含輪式與履帶式等，輪式起重機(jī)按其性能可分為越野輪胎起重機(jī)、汽車起重機(jī)、全路面起重機(jī)[2]。在這三種輪式起重機(jī)中，越野輪胎起重機(jī)由于具有機(jī)動(dòng)性好、移動(dòng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)快、利用率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、車站、機(jī)場(chǎng)和一些建筑工地，主要用來裝卸和搬運(yùn)貨物、建筑結(jié)構(gòu)安裝以及建筑材料、預(yù)制構(gòu)件的裝卸[3]。越野輪胎起重機(jī)的應(yīng)用及國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示。

根據(jù)越野輪胎起重機(jī)車架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)有各軟件的優(yōu)點(diǎn)提出本課題研究的有限元分析流程。ANSYS 是融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件[12]，其不但可以充當(dāng)有限元分析系統(tǒng)的角色，而且還可以作為其它軟件的中間求解器，ANSYS 已經(jīng)成為機(jī)械工程行業(yè)首選的有限元分析軟件。HyperMesh 是一個(gè)高性能的有限單元前處理器，HyperMesh 的內(nèi)核可以與主流的商業(yè)CAD系統(tǒng)和CAE 系統(tǒng)求解器無縫集成。HyperMesh 具有 Quality Index面板，，該面板通過減少組合質(zhì)量指標(biāo)QI值的大小改進(jìn)網(wǎng)格的質(zhì)量，這是其它CAE軟件所不具備的，HyperMesh 具有很高的速度、很好的適應(yīng)性，并且對(duì)模型規(guī)模沒有限制，已經(jīng)被越來越多的人用來作為有限元的前處理軟件[13]。HyperMesh有強(qiáng)大的有限元建模功能，但是其幾何建模功能相對(duì)比 CAD 軟件要弱。針對(duì) HyperMesh 的幾何建模功能的不足，提出課題研究的基本分析思路：應(yīng)用 CAD 軟件 I-DEAS 建立車架分析的三維幾何模型，通過 xt 格式文件將幾何模型輸入到有限元前處理軟件 HyperMesh 中，在 HyperMesh 中建立有限元模型，采用 ANSYS 為求解器，進(jìn)行車架的有限元分析，具體流程如圖 1-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH213.6

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張國(guó)龍;起重機(jī)變幅系統(tǒng)先導(dǎo)隨動(dòng)式平衡閥特性研究[D];浙江大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2652099