本文關(guān)鍵詞：起重機(jī)主臂強(qiáng)度計(jì)算方法研究

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【摘要】：起重機(jī)歷史悠久，隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步各種類型的起重機(jī)層出不窮，其設(shè)計(jì)、工藝都逐漸趨于標(biāo)準(zhǔn)化。主臂結(jié)構(gòu)是起重機(jī)最為核心的部分，在起重機(jī)的所有結(jié)構(gòu)中是最主要受力的結(jié)構(gòu)，所以主臂結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性研究尤為重要，正確的建立有限元模型和有限元分析方法更是重中之重。 主臂作為全地面起重機(jī)中的核心結(jié)構(gòu)，在有限元分析中，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且模型龐大，如果采用詳細(xì)模型直接計(jì)算會(huì)導(dǎo)致單元數(shù)量過(guò)多，計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需要計(jì)算的工況有上萬(wàn)個(gè)，用詳細(xì)模型計(jì)算分析單臺(tái)車(chē)主臂就需要幾個(gè)月時(shí)間，完全不能滿足企業(yè)的需求，為了縮短研發(fā)周期采用簡(jiǎn)化梁模型代替詳細(xì)模型，這樣會(huì)大大縮短計(jì)算時(shí)間，滿足企業(yè)需求。但是，簡(jiǎn)化梁模型的計(jì)算精度能否保證計(jì)算結(jié)果精確有效，需要通過(guò)大量計(jì)算驗(yàn)證。本文通過(guò)簡(jiǎn)化梁模型，板殼模型和實(shí)體模型計(jì)算比較，依次來(lái)探討下簡(jiǎn)化梁模型計(jì)算精度是否合格。 本文的研究的主臂模型是以某集團(tuán)的QAY500全地面起重機(jī)為原型，用到強(qiáng)度有限元分析方法有性能計(jì)算、校核計(jì)算和詳細(xì)計(jì)算。首先，對(duì)主臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化分別產(chǎn)生三種模型，第一種是臂筒結(jié)構(gòu)用梁?jiǎn)卧狟EAM188來(lái)模擬，第二種是臂筒結(jié)構(gòu)用殼單元SHELL181來(lái)模擬，第三種是臂筒結(jié)構(gòu)用實(shí)體單元SOLID18來(lái)模擬。其中性能計(jì)算和校核計(jì)算使用簡(jiǎn)化梁模型，詳細(xì)計(jì)算則采用板殼模型和實(shí)體模型。 本文首先進(jìn)行了主臂性能計(jì)算，通過(guò)性能計(jì)算為起重機(jī)提供性能表，，使得起重機(jī)的設(shè)計(jì)變得更可靠更高效。而后又進(jìn)行了校核計(jì)算和詳細(xì)計(jì)算，通過(guò)一個(gè)測(cè)試工況的控制截面應(yīng)力和位移結(jié)果的比較，來(lái)判斷簡(jiǎn)化梁模型計(jì)算結(jié)果的誤差大小。通過(guò)對(duì)板殼模型詳細(xì)計(jì)算結(jié)果的研究發(fā)現(xiàn)，在接觸位置總是出現(xiàn)局部大應(yīng)力的情況，和正常的測(cè)試結(jié)果不符合，本文對(duì)于如何消除局部大應(yīng)力做了一些有效的研究。 通過(guò)以上研究一定程度上驗(yàn)證和提高了全地面起重機(jī)有限元分析結(jié)果的精確度，得到了一種可靠的模擬方法，為以后全地面起重機(jī)的有限元分析提供一定的參考數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：全地面起重機(jī) 有限元分析 簡(jiǎn)化梁模型 計(jì)算精度研究 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 選題背景和國(guó)內(nèi)國(guó)外起重機(jī)發(fā)展概況10-11
• 1.1.1 選題背景及其意義10
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)國(guó)外全地面起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.2 全地面起重機(jī)結(jié)構(gòu)介紹11-14
• 1.2.1 全地面起重機(jī)概述11-12
• 1.2.2 全地面起重機(jī)的結(jié)構(gòu)12-14
• 1.3 有限元法及有限元相關(guān)軟件簡(jiǎn)介14-16
• 1.3.1 有限元法簡(jiǎn)介14-15
• 1.3.2 有限元分析軟件簡(jiǎn)介15-16
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 主臂性能計(jì)算方法簡(jiǎn)介18-30
• 2.1 簡(jiǎn)化梁模型的建立18-22
• 2.1.1 主臂有限元模型建模方法簡(jiǎn)介18-20
• 2.1.2 簡(jiǎn)化梁截面的定義20-21
• 2.1.3 簡(jiǎn)化梁模型滑塊搭接關(guān)系21
• 2.1.4 主臂性能計(jì)算的邊界條件21-22
• 2.2 主臂性能計(jì)算方法22-25
• 2.2.1 強(qiáng)度控制計(jì)算方法22
• 2.2.2 剛度控制計(jì)算方法22-23
• 2.2.3 穩(wěn)定性控制計(jì)算方法23
• 2.2.4 性能計(jì)算程序23-24
• 2.2.5 額定吊重的計(jì)算方法24-25
• 2.3 主臂性能計(jì)算結(jié)果25-28
• 2.3.1 性能計(jì)算結(jié)果提取25-26
• 2.3.2 性能表的合成26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章 主臂簡(jiǎn)化梁與殼模型計(jì)算精度對(duì)比研究30-42
• 3.1 主臂詳細(xì)計(jì)算30-33
• 3.1.1 詳細(xì)計(jì)算方法概述30
• 3.1.2 主臂殼模型前處理過(guò)程30-32
• 3.1.3 主臂模型組裝32-33
• 3.1.4 詳細(xì)計(jì)算的載荷施加和邊界說(shuō)明33
• 3.2 主臂校核計(jì)算33-35
• 3.2.1 主臂校核計(jì)算的邊界條件33-34
• 3.2.2 校核計(jì)算的模型建立34-35
• 3.3 主臂簡(jiǎn)化梁模型與殼模型計(jì)算比較35-40
• 3.3.1 工況選取及幅度調(diào)整35-36
• 3.3.2 整體位移趨勢(shì)比較36
• 3.3.3 控制截面應(yīng)力比較36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 局部大應(yīng)力的真實(shí)性研究42-56
• 4.1 詳細(xì)計(jì)算中出現(xiàn)大應(yīng)力的位置42-46
• 4.1.1 臂頭滑塊接觸位置的大應(yīng)力區(qū)域42-43
• 4.1.2 臂銷(xiāo)和臂銷(xiāo)孔接觸位置的局部大應(yīng)力區(qū)域43-44
• 4.1.3 臂尾滑塊接觸位置的大應(yīng)力區(qū)域44-46
• 4.2 接觸位置局部大應(yīng)力真實(shí)性研究方法探究46-50
• 4.2.1 接觸單元類型簡(jiǎn)介46
• 4.2.2 接觸間隙對(duì)局部大應(yīng)力的影響46-48
• 4.2.3 初始接觸條件對(duì)接觸局部大應(yīng)力的影響48-50
• 4.3 接觸位置局部大應(yīng)力解決方案50-54
• 4.3.1 影響接觸位置大應(yīng)力因素的探究50
• 4.3.2 實(shí)體模型的建立及邊界條件50-51
• 4.3.3 整體位移比較分析51-52
• 4.3.4 臂頭滑塊接觸位置應(yīng)力比較分析52-53
• 4.3.5 臂尾滑塊接觸位置應(yīng)力比較分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第5章 計(jì)算結(jié)果與測(cè)試結(jié)果對(duì)比56-68
• 5.1 測(cè)試方法及過(guò)程簡(jiǎn)介56-58
• 5.1.1 測(cè)試目的56
• 5.1.2 測(cè)試方案56
• 5.1.3 測(cè)試工況選取56-57
• 5.1.4 控制截面測(cè)點(diǎn)選取57
• 5.1.5 滑塊接觸位置測(cè)點(diǎn)選取57-58
• 5.2 測(cè)試結(jié)果分析58-66
• 5.2.1 測(cè)試數(shù)據(jù)處理方法58-59
• 5.2.2 控制截面測(cè)試結(jié)果59-61
• 5.2.3 滑塊接觸位置測(cè)試結(jié)果61-66
• 5.3 測(cè)試結(jié)果分析66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 作者簡(jiǎn)介及參與科研項(xiàng)目74-76
• 致謝76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：578751