本文關鍵詞： 全地面起重機 非線性有限元 起重性能計算 塔臂工況撐桿　出處：《大連理工大學》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：全地面起重機在能源、化工、搶險、碼頭等場所用途廣泛,當在一些高度較高,作業(yè)覆蓋區(qū)域較大的地方,主臂工況吊載滿足不了需要,塔臂工況作為全地面起重機的重要工況,它的優(yōu)勢則可以在這種場合下得到發(fā)揮。由于塔臂工況產生大變形,利用非線性有限元求解顯得很必要。起重量是衡量起重機整機性能的一個重要標志,起重性能表是隨機交付的重要技術文檔。臂架等結構的強度是起重性能的重要影響因素,因此對于強度決定的起重性能的計算就顯得尤為重要。 前、后撐桿是為了滿足塔臂的變幅要求而設計的起到支撐作用的桿件,在起臂過程、吊載過程、塔臂變幅過程都是必不可少的。其幾何參數對臂架構件的強度會產生影響,所以研究撐桿的設計對臂架強度、關鍵鉸點受力等力學性能的影響顯得非常重要。 本文以1200t全地面起重機為研究對象,重點研究了強度決定的起重性能計算和撐桿設計對臂架力學性能的影響。本文主要研究內容如下： (1)了解全地面起重機的動作原理以及各作業(yè)工況下起重機的構成,根據全地面起重機塔臂工況的構成特點和受力情況建立全地面起重機塔臂工況的有限元模型； (2)基于非線性大變形的基本理論,并根據程序結構構建程序的功能塊,實現整體剛度矩陣組裝,整體載荷組裝,坐標矩陣裝換,單元桿端抗力計算等功能。進一步采用牛頓法進行迭代求解梁單元的非線性解,實現了基于梁的大變形理論的非線性節(jié)點力和變形的計算,并和ANSYS計算結果進行比較驗證程序的正確性； (3)研究起重性能計算中用到的迭代算法以及怎么保證臂架變形后的工作幅度是起重性能表中需要的工作幅度等,最終得到基于非線性的強度決定的起重性能表： (4)通過臂架強度、關鍵鉸點受力來評價前、后撐桿長度是否最優(yōu),以此來進行前、后撐桿的長度設計。 研究表明,撐桿的幾何參數對臂架強度等影響較大。同時,本文的研究成果被用到了1200t全地面起重機的實際項目開發(fā)當中,為全地面起重機塔臂工況的撐桿設計提供了一定的指導,該方法具有普遍意義和價值。
[Abstract]:All ground cranes are widely used in energy, chemical, emergency, wharf and other places. When some places with high height and large area of operation coverage, the main arm load can not meet the need. As an important working condition of all ground crane, the tower arm working condition can give full play to its advantages in this situation, because of the large deformation of tower arm working condition. It is necessary to use nonlinear finite element method to solve the problem. Lifting weight is an important symbol to evaluate the performance of crane. The lifting performance table is an important technical document for random delivery. The strength of the structure such as the boom is an important factor affecting the lifting performance, so the calculation of the lifting performance determined by the strength is particularly important. The front and rear brace is the supporting member designed to meet the requirements of the tower arm, in the process of lifting and lifting. It is necessary to change the amplitude of the tower arm, and its geometric parameters will affect the strength of the arm, so it is very important to study the influence of the design of the brace on the strength of the boom, the force of the key hinge and other mechanical properties. In this paper, 1200t all-ground crane is taken as the research object, and the influence of strength determined lifting performance calculation and brace design on the mechanical properties of boom is studied emphatically. The main contents of this paper are as follows: 1) to understand the operation principle of the all-ground crane and the structure of the crane under various operating conditions. The finite element model of the tower jib working condition of all-ground crane is established according to the structural characteristics and the force condition of the tower arm of the all-ground crane. 2) based on the basic theory of nonlinear large deformation, and according to the program structure, the function block of the program is constructed to realize the assembly of the whole stiffness matrix, the assembly of the whole load, and the installation and replacement of the coordinate matrix. Furthermore, Newton method is used to iteratively solve the nonlinear solution of beam element, and the calculation of nonlinear node force and deformation based on the theory of large deformation of beam is realized. The correctness of the program is verified by comparing the calculation results with ANSYS. 3) studying the iterative algorithm used in the calculation of hoisting performance and how to ensure that the working amplitude after the deformation of the boom is the required working range in the lifting performance table, and so on. Finally, the lifting performance table based on nonlinear strength is obtained. 4) whether the length of the back brace is optimal or not is evaluated by the strength of the boom and the force at the key pivot point, so as to design the length of the front and rear brace. The research shows that the geometric parameters of the brace have a great influence on the strength of the boom. At the same time, the research results of this paper have been used in the actual project development of 1200t all-ground crane. The method is of universal significance and value for the design of brace in tower jib working condition of all ground crane.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH213

【參考文獻】

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本文編號：1478583