本文關(guān)鍵詞：門式起重機關(guān)鍵部件設(shè)計及其優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著中國成為世界最大的裝備制造業(yè)的工廠,門式起重機在現(xiàn)代生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用,尤其在橋梁施工現(xiàn)場,港口,廠礦,大型造船廠等大型裝備制造企業(yè)有著不可替代的作用,由于傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計存在門式起重機結(jié)構(gòu)質(zhì)量大和動態(tài)性能相對較差,很難滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要,即增加了生產(chǎn)成本又降低了起重機的工作效率,很難滿足現(xiàn)代設(shè)計的結(jié)構(gòu)合理性和安全可靠性,因此本課題的研究對門式起重機使用壽命有很重要的意義。本文在門式起重機傳統(tǒng)設(shè)計的前提下,采用現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合的方法來實現(xiàn)門式起重機的設(shè)計,通過動態(tài)仿真與有限元分析,再對其主梁進行校核,通過實驗與仿真兩種方法對其進行模態(tài)分析,避免其共振對門式起重機的影響。主要工作如下:(1)設(shè)計門式起重機實驗樣機的各個關(guān)鍵部件,確定門式起重機的各項技術(shù)參數(shù),并將門式起重機的試驗樣機根據(jù)各項技術(shù)參數(shù)制造出來用于課題的實驗與研究。(2)對門式起重機的ADAMS動態(tài)仿真分析,通過得到的數(shù)據(jù)分析出其危險工況,分析其原因以及解決的辦法。(3)對門式起重機進行靜力學(xué)分析,通過動態(tài)仿真得到的各個危險工況來對門式起重機進行ANSYS有限元分析,得到其強度和剛度,并將得到剛度和強度進行校核,對其結(jié)構(gòu)進行改進,并對其優(yōu)化研究。(4)利用ANSYS對門式起重機進行模態(tài)分析,提取其不同工況下的共振頻率和相應(yīng)的振型圖,對比不同工況下的共振頻率和振型圖,分析產(chǎn)生的原因。(5)從模態(tài)分析理論出發(fā),利用DH-5920動態(tài)信號測試分析設(shè)備對門式起重機實驗樣機做模態(tài)分析實驗,得到實驗數(shù)據(jù)后,再利用DH-5920動態(tài)信號測試分析設(shè)備自帶的DHMA模態(tài)分析軟件對數(shù)據(jù)進行處理,加載到建好的模型中,得到門式起重機實際共振頻率和相應(yīng)的振型圖,對比真實共振頻率和振型圖與ANSYS分析軟件的虛擬共振頻率和振型圖,進行動態(tài)特性分析。(6)對門式起重機的疲勞壽命進行相關(guān)的計算與分析,以斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ),通過應(yīng)用Paris公式來實現(xiàn)門式起重機使用壽命的估算,得到總循環(huán)次數(shù),最終計算出門式起重機的使用壽命。論文通過對門式起重機動態(tài)分析,有限元靜力分析,得到其危險工況,并對剛度和強度進行校核和分析其產(chǎn)生的原因,對其結(jié)構(gòu)進行改進和優(yōu)化,采用模態(tài)實驗驗證了門式起重機有限元分析的正確性,并與ANSYS模態(tài)分析結(jié)果對比,避免共振對門式起重機使用壽命以及操作人員的影響,以斷裂理論為基礎(chǔ),估算其使用壽命。論文的研究成果對門式起重機的設(shè)計及生產(chǎn)有一定的實際價值。
【關(guān)鍵詞】：門式起重機 動態(tài)仿真 有限元 模態(tài) 動態(tài)特性 疲勞壽命估算
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH213.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 前言11
• 1.2 國內(nèi)外起重機發(fā)展的現(xiàn)狀及研究趨勢11-12
• 1.3 門式起重機的結(jié)構(gòu)12-15
• 1.3.1 起重機的主要部件12-13
• 1.3.2 起重機的主要參數(shù)13-15
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 門式起重機實驗樣機的設(shè)計17-23
• 2.1 門式起重機的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)17
• 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計17-21
• 2.2.1 主梁的各個參數(shù)設(shè)計17-18
• 2.2.2 支腿的尺寸18
• 2.2.3 小車機構(gòu)和大車機構(gòu)設(shè)計18-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 第三章 參數(shù)化模型的建立及動態(tài)仿真23-33
• 3.1 參數(shù)化建模的概念23
• 3.2 模型實現(xiàn)參數(shù)化的方法23
• 3.3 pro/E軟件的簡介23-24
• 3.4 門式起重機建模的基本參數(shù)24
• 3.5 門式起重機3維模型的建立24-25
• 3.6 動態(tài)仿真25-26
• 3.6.1 動態(tài)仿真的概念25
• 3.6.2 ADAMS軟件的簡介25-26
• 3.6.3 多剛體系統(tǒng)動力學(xué)分析26
• 3.6.4 多剛體系統(tǒng)的靜力學(xué)及線性化分析26
• 3.7 ADAMS動態(tài)仿真分析26-27
• 3.8 ADAMS仿真分析27-31
• 3.8.1 門式起重機運行工況27
• 3.8.2 門式起重機的仿真的結(jié)果分析27-31
• 3.9 本章小結(jié)31-33
• 第四章 門式起重機的有限元分析及優(yōu)化研究33-44
• 4.1ANSYS軟件簡介33
• 4.2 門式起重機有限元模型的建立33-41
• 4.2.1 門式起重機中常用結(jié)構(gòu)有限元單元33-34
• 4.2.2 邊界約束條件的建立及載荷的施加34-37
• 4.2.3 門式起重機工況(靜態(tài))37
• 4.2.4 有限元結(jié)果(撓度和強度)的分析與校核37-41
• 4.3 門式起重機主梁結(jié)構(gòu)的改進41-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第五章 門式起重機模態(tài)分析44-70
• 5.1 模態(tài)分析的先關(guān)概念44-49
• 5.1.1 模態(tài)分析實驗44-46
• 5.1.2 模態(tài)分析的用途46
• 5.1.3 ANSYS模態(tài)提取方法46-47
• 5.1.4 DH-5920態(tài)信號測試分析儀及DHMA實驗?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)47-49
• 5.2 利用DH-5920及DHMA進行模態(tài)分析49-63
• 5.2.1 門式起重機的模態(tài)實驗過程51-56
• 5.2.2 振動模態(tài)結(jié)果分析56-63
• 5.3 ANSYS模態(tài)結(jié)果分析63-67
• 5.3.1 門式起重機的共振頻率63
• 5.3.2 門式起重機的振型63-67
• 5.3.3 ANSYS模態(tài)分析與DH-5920模態(tài)分析結(jié)果對比67
• 5.3.4 模態(tài)試驗結(jié)果的分析67
• 5.4 本章小結(jié)67-70
• 第六章 門式起重機的疲勞壽命相關(guān)分析與計算70-76
• 6.1 疲勞壽命分析70-73
• 6.1.1 疲勞壽命分析的方法70
• 6.1.2 損傷容限設(shè)計理論70-73
• 6.2 裂紋擴展壽命的估算73-74
• 6.3 本章小結(jié)74-76
• 第七章 總結(jié)與展望76-78
• 7.1 結(jié)論76-77
• 7.2 展望77-78
• 參考文獻78-80
• 作者簡介80
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-82
• 致謝82-83

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本文編號：431836