發(fā)布時間：2017-09-17 13:11

  本文關(guān)鍵詞：挖泥船反鏟工作裝置和支撐裝置的結(jié)構(gòu)受力分析

  更多相關(guān)文章： 反鏟式挖泥船 反鏟式挖掘機(jī) 有限元 虛擬樣機(jī) 動力學(xué) 仿真

【摘要】：反鏟式挖泥船是疏浚工程的主要施工機(jī)械之一，廣泛應(yīng)用于港口航道建設(shè)、水庫建設(shè)及維護(hù)、國防工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)疏浚、吹填造陸等領(lǐng)域中。在我國疏浚行業(yè)中，由于新產(chǎn)品開發(fā)周期長、設(shè)計(jì)手段落后，生產(chǎn)企業(yè)主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)及類比的方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)，且國內(nèi)的大型疏浚設(shè)備幾乎都是進(jìn)口的，我國在這方面完全缺乏市場競爭力。另外，因?yàn)槲覈鴮Ψ寸P式挖泥船的使用經(jīng)驗(yàn)不足，對其技術(shù)性能和操作技術(shù)還沒很好掌握，在實(shí)際施工工程中，有時超深很多，再加上其日常工作環(huán)境非常惡劣，故很多機(jī)械故障由此產(chǎn)生。而現(xiàn)在有限元結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，在一定程度上為解決這些問題提供了強(qiáng)有力的工具和手段。 本文以為S1型DONGE反鏟式挖泥船及其上的1100型反鏟式挖掘機(jī)和支撐裝置為研究對象，針對反鏟式挖掘機(jī)強(qiáng)度、右鋼樁發(fā)生彎曲變形、左右鋼絲繩在壓鉛處的多次斷繩這三個主要問題，利用有限元原理和多體動力學(xué)理論，并結(jié)合SolidWorks、ANSYS和ADAMS軟件，最終建立起反鏟式挖掘機(jī)的有限元模型和反鏟式挖泥船的動力學(xué)模型，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論和分析，為挖泥船的改造打下基礎(chǔ)。論文主要研究工作如下： (1)根據(jù)中國船級社CCS 《船舶與海上設(shè)施起重設(shè)備規(guī)范》和GB/T3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》分析反鏟式挖掘機(jī)在四種典型工況下所受到的載荷組合。 (2)利用ANSYS軟件建立了反鏟式挖掘機(jī)的有限元模型，分析了在四種典型工況下的受力情況，并進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度評價。 (3)按照各種作業(yè)工況，建立船體等有關(guān)部件受力力學(xué)模型，分析計(jì)算右鋼樁變形的原因�；谔摂M樣機(jī)技術(shù)和多體動力學(xué)理論，利用SolidWorks和ADAMS軟件建立動力學(xué)模型，模擬工作狀態(tài)下三根鋼樁插入海床土壤中，船體提升不同高度的情況，并進(jìn)行船體的穩(wěn)性進(jìn)行仿真。 (4)在此基礎(chǔ)上，模擬船體尾部一側(cè)鋼樁在海床土壤中未插實(shí)情況下，船體處于不同浮態(tài)，反鏟工作裝置卸載并且鋼樁下滑1m，，來分析鋼絲繩在這一過程中的受力，得到鋼絲繩由正常到斷裂的變化趨勢，并分析了原因。然后將船體進(jìn)行加寬后，對鋼絲繩進(jìn)行受力仿真，分析加寬船體對船穩(wěn)性的影響。 (5)分析和研究反鏟工作裝置轉(zhuǎn)至垂直船縱向卸載時，臨近鋼樁支撐船體鋼絲繩突發(fā)破斷，了解到瞬間斷繩的嚴(yán)重后果，并基于以上仿真分析，提出改進(jìn)意見，希望對實(shí)際操作利用和改造維護(hù)提供參考。 總之，通過對反鏟式挖掘機(jī)有限元分析和對反鏟式挖泥船的動力學(xué)仿真，為以后的故障分析、解決和反鏟挖泥船的改造打下基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：反鏟式挖泥船 反鏟式挖掘機(jī) 有限元 虛擬樣機(jī) 動力學(xué) 仿真
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.31
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 課題研究的目的與意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展動態(tài)12-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀與發(fā)展動態(tài)12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展動態(tài)13-15
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 反鏟挖泥船基本情況和主要分析理論介紹16-29
• 2.1 有限元方法理論和 ANSYS 軟件簡介16-20
• 2.1.1 理論基礎(chǔ)16-17
• 2.1.2 分析過程17-18
• 2.1.3 ANSYS 軟件介紹18-20
• 2.2 虛擬樣機(jī)技術(shù)和 ADAMS 軟件簡介20-24
• 2.2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)及 ADAMS 軟件簡介20-22
• 2.2.2 ADAMS 多體系統(tǒng)動力學(xué)分析的理論基礎(chǔ)22-24
• 2.3 反鏟式挖掘機(jī)的基本情況24-26
• 2.4 反鏟式挖泥船船體基本情況26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 反鏟式挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)分析29-45
• 3.1 反鏟式挖掘機(jī)的工況分析29-31
• 3.2 計(jì)算載荷31-36
• 3.2.1 自重載荷31
• 3.2.2 外部載荷31-33
• 3.2.3 慣性載荷33-34
• 3.2.4 風(fēng)載和水流載荷34-35
• 3.2.5 船舶傾斜載荷35
• 3.2.6 載荷組合35-36
• 3.3 有限元分析計(jì)算36-44
• 3.3.1 幾何模型的建立36-37
• 3.3.2 單元的選擇及網(wǎng)格的劃分37-39
• 3.3.3 邊界條件的確定39
• 3.3.4 計(jì)算數(shù)據(jù)分析39-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 基于虛擬樣機(jī)的反鏟式挖泥船支撐裝置受力仿真分析45-58
• 4.1 反鏟式挖泥船力學(xué)模型45-48
• 4.2 反鏟式挖泥船三維建模48-50
• 4.2.1 SolidWorks 軟件介紹48-49
• 4.2.2 反鏟式挖泥船建模和裝配49-50
• 4.3 反鏟式挖泥船動力學(xué)模型50-53
• 4.3.1 SolidWorks 模型導(dǎo)入 ADAMS 中50
• 4.3.2 添加約束50-51
• 4.3.3 添加驅(qū)動51-53
• 4.4 仿真結(jié)果53-57
• 4.4.1 工況一：船體提升 0.6m53-54
• 4.4.2 工況二：船體提升 0.8m54
• 4.4.3 工況三：船體提升 1.0m54-55
• 4.4.4 工況四：船體提升 1.2m55
• 4.4.5 動力學(xué)仿真結(jié)果對比55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 斷繩工況下鋼樁鋼絲繩受力仿真分析58-66
• 5.1 鋼樁未插實(shí)工況下的鋼絲繩受力仿真分析58-62
• 5.2 加寬船體后的鋼絲繩受力仿真分析62-63
• 5.3 卸載時鋼絲繩瞬間斷裂工況下的鋼絲繩受力仿真分析63-65
• 5.4 改進(jìn)意見65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 碩士期間參加的科研項(xiàng)目72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 莊文妃;挖泥船的三維建模與動畫設(shè)計(jì)實(shí)例介紹[J];船舶;2003年06期

2 陳世教;榮洪均;冀滿忠;杜波;徐黎萍;;液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置整機(jī)理論復(fù)合挖掘力的計(jì)算及應(yīng)用[J];工程機(jī)械;2007年04期

3 楊為,馮培恩,秦大同;液壓挖掘機(jī)工作裝置的動力特性修改研究[J];中國工程科學(xué);2005年09期

4 倪福生,林吉良;耙吸挖泥船疏浚仿真初探[J];中國港灣建設(shè);2005年01期

5 高偉;;國內(nèi)外疏浚挖泥設(shè)備的對比與分析[J];中國港灣建設(shè);2009年02期

6 王海濤 ,王振to;淺述緬甸反鏟挖泥船挖掘系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];船舶;2002年03期

7 倪福生;國內(nèi)外疏浚設(shè)備發(fā)展綜述[J];河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào);2004年01期

8 丁宏鍇,倪福生;絞吸式挖泥船疏浚動態(tài)特性與仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年06期

9 劉小平,鄭建榮,朱治國,顧秀蘭;Solid Works與ADAMS/View之間的圖形數(shù)據(jù)交換研究[J];機(jī)械工程師;2003年12期

10 王國彪,曹旭陽,劉崇,支開印;談?wù)劮寸P液壓挖掘機(jī)的挖掘力[J];礦山機(jī)械;2003年02期

本文編號：869573