本文選題：冶金橋式起重機(jī) + 有限元分析��； 參考：《武漢科技大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：隨著鋼鐵行業(yè)的迅速發(fā)展,冶金專用起重機(jī)的需求越來越大,對其結(jié)構(gòu)和性能要求也越來越高。冶金橋式起重機(jī)是鋼鐵廠最主要的設(shè)備之一,在其頻繁地使用過程中,其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和可靠性水平均隨著使用年限的增加而降低。特別是,在循環(huán)的交變動(dòng)載荷的作用下,起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)裂紋并發(fā)生擴(kuò)展,最終導(dǎo)致起重機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)的突然斷裂破壞。當(dāng)前,我國對起重機(jī)的報(bào)廢年限還缺乏強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn),且冶金專用起重機(jī)的造價(jià)較高,許多起重機(jī)已經(jīng)達(dá)到甚至超過了設(shè)計(jì)使用年限,卻仍然還在使用,造成了很大的安全隱患。因此,對服役周期長、負(fù)荷量大和使用頻率高的冶金橋式起重機(jī)進(jìn)行應(yīng)力測試、靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和疲勞壽命分析,顯得十分必要。 如果采用傳統(tǒng)的力學(xué)計(jì)算方法對起重機(jī)進(jìn)行研究,往往需要簡化或估計(jì)相關(guān)參數(shù),勢必造成計(jì)算結(jié)果的不準(zhǔn)確。為此,本文應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對200t×20m冶金橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性(模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)分析)和疲勞壽命特性進(jìn)行模擬仿真與分析,以期為起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和管理提供有益的參考。通過對起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場測試和靜態(tài)特性分析,對橋架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布狀態(tài)有了全面的了解,獲得了橋架結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)部位的應(yīng)力水平和靜剛度等指標(biāo)。 通過對起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,編寫了模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和瞬態(tài)分析的ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言(ANSYS Parameter Design Language,APDL)。通過模態(tài)分析,提取了起重機(jī)前10階固有頻率及其所對應(yīng)的振型圖,并進(jìn)行了動(dòng)剛度校核;通過諧響應(yīng)分析,分析了起重機(jī)在受外界激勵(lì)作用時(shí)各階頻率下的變形情況;通過瞬態(tài)分析,獲得了起重機(jī)的小車在橋架跨中位置起吊鋼包時(shí)的動(dòng)力響應(yīng),包括橋架(主梁)結(jié)構(gòu)跨中部位的Y向位移、Y向速度和Y向加速度的時(shí)間歷程曲線。 應(yīng)用有限元分析、損傷容限設(shè)計(jì)和斷裂力學(xué)對起重機(jī)進(jìn)行了疲勞壽命分析。根據(jù)Paris公式計(jì)算了起重機(jī)北主梁下蓋板的跨中部位的疲勞壽命,并討論了Paris公式中參數(shù)的改變對起重機(jī)疲勞壽命的影響。
[Abstract]:With the rapid development of iron and steel industry, the demand of metallurgical crane is increasing, and the requirements of its structure and performance are higher and higher. Metallurgical bridge crane is one of the most important equipment in iron and steel plant. During its frequent use, its structural strength, fatigue strength and reliability level decrease with the increase of service life. In particular, under the action of cyclic variable load, the metal structure of the crane may appear cracks and expand, and finally lead to the sudden fracture of the metal structure of the crane. Therefore, it is necessary to test the stress, static characteristics, dynamic characteristics and fatigue life of metallurgical bridge crane with long service cycle, high load and high frequency. If the traditional mechanical calculation method is used to study the crane, it is often necessary to simplify or estimate the relevant parameters, which will lead to the inaccuracy of the calculation results. In this paper, the static characteristics, dynamic characteristics (modal analysis, harmonic response analysis and transient analysis) and fatigue life characteristics of 200t 脳 20m metallurgical bridge crane are simulated and analyzed by ANSYS finite element analysis software. Through the field test and static characteristic analysis of the crane bridge structure, the stress distribution state of the bridge frame structure is fully understood, and the stress level and static stiffness of the dangerous part of the bridge frame structure are obtained. By analyzing the dynamic characteristics of crane bridge structure, the ANSYS Parameter Design language (ANSYS Parameter Design language APDL) is developed for modal analysis, harmonic response analysis and transient analysis. Through modal analysis, the first 10 natural frequencies of the crane and their corresponding mode shapes are extracted, and the dynamic stiffness check is carried out, and the deformation of the crane under external excitation is analyzed by harmonic response analysis. Through transient analysis, the dynamic response of the crane trolley to the ladle hoisting at the mid-span position of the bridge frame is obtained, including the time history curves of the Y-direction displacement and the Y-direction acceleration of the midspan of the bridge (main girder) structure. The fatigue life of crane was analyzed by finite element analysis, damage tolerance design and fracture mechanics. According to Paris formula, the fatigue life of the middle span of the lower cover plate of the north main girder of crane is calculated, and the influence of the parameters in Paris formula on the crane fatigue life is discussed.
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH215

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫禮謙;;橋式起重機(jī)副起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J];黑龍江科技信息;2011年16期

2 郭戰(zhàn)剛;;橋式起重機(jī)故障排除分析[J];機(jī)電信息;2011年24期

3 陳步云;;化工企業(yè)橋式起重機(jī)的管理檢驗(yàn)與使用[J];科技致富向?qū)?2011年27期

4 劉遠(yuǎn)娟;;三菱PLC在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用[J];機(jī)電工程技術(shù);2011年06期

5 王斌;;橋式起重機(jī)啃軌現(xiàn)象及處理方法[J];大眾標(biāo)準(zhǔn)化;2010年S2期

6 吳煥;高建和;魏春良;車永哲;劉永智;;基于有限元的橋式起重機(jī)靜動(dòng)態(tài)性能校核[J];機(jī)械工程師;2011年08期

7 張如山;;PLC控制橋式起重機(jī)中的硬件構(gòu)成[J];科技信息;2011年16期

8 倪品竹;王嘉;林洋;;橋式起重機(jī)啃軌原因分析[J];品牌與標(biāo)準(zhǔn)化;2011年Z1期

9 劉冰;高勇;井德強(qiáng);楊新明;;橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)驗(yàn)證評審方法研究[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2011年04期

10 何洪君;;淺淡25/5TdⅡCT_4型電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)的安裝方法[J];科技致富向?qū)?2011年21期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 崔蘭霞;鐘敏;;低速雙鉤橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)[A];2002年晉冀魯豫鄂蒙川滬云貴甘十一省市區(qū)機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（河南分冊）[C];2002年

2 馬宗雄;范勤;;橋式起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析程序及應(yīng)用[A];物流工程三十年技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展之道[C];2010年

3 胡曉光;丁克勤;隋允康;;橋式起重機(jī)的靜動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬及安全評價(jià)[A];北京力學(xué)會(huì)第15屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2009年

4 徐明信;張麗華;;節(jié)能減排在6#橋式起重機(jī)改進(jìn)中的應(yīng)用[A];2011年全國冶金安全環(huán)保學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

5 崔栓偉;文聘;張亦良;;橋式起重機(jī)橫梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];北京力學(xué)會(huì)第18屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

6 史文勝;張文毅;;預(yù)應(yīng)力法在橋式起重機(jī)主梁下?lián)闲迯?fù)中的應(yīng)用[A];合作 發(fā)展 創(chuàng)新——2008(太原)首屆中西部十二省市自治區(qū)有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2008年

7 王備戰(zhàn);;橋式起重機(jī)啃軌原因分析及處理措施[A];河南省冶金行業(yè)低碳冶金與節(jié)能減排學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

8 薛桂芹;錢曉龍;汪晉寬;;Pico控制器在抓斗橋式起重機(jī)中的應(yīng)用[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第五屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

9 羅會(huì)信;過玉卿;張少敏;范勤;;起重機(jī)微機(jī)檢測系統(tǒng)的軟件研制[A];中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)物料搬運(yùn)分會(huì)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1992年

10 卜廣強(qiáng);;吊運(yùn)熔融金屬的QDY型橋式起重機(jī)值得改進(jìn)的方面[A];物流工程三十年技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展之道[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 姜瑞;中集制造世界最大橋式起重機(jī)首次吊裝成功[N];上海證券報(bào);2008年

2 記者 陳鐵;橋式起重機(jī)虛擬操縱系統(tǒng)在武漢研制成功[N];中國質(zhì)量報(bào);2009年

3 山東 梁政 申世忠;20/5T橋式起重機(jī)的檢修經(jīng)驗(yàn)[N];電子報(bào);2011年

4 記者 姚陟雄 通訊員 陳蘭松;水鋼獲準(zhǔn)制造B級橋式起重機(jī)[N];中國冶金報(bào);2007年

5 童廉;通聯(lián)重機(jī)承建900噸橋式起重機(jī)[N];中國船舶報(bào);2008年

6 記者 佟冬俊;大連重工·起重集團(tuán)研制成功世界最大橋式起重機(jī)[N];中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2008年

7 本報(bào)記者　 高荊萍;重工·起重集團(tuán)簽最大橋式起重機(jī)制造合同[N];中國工業(yè)報(bào);2006年

8 莫言　韓玉斌;煙臺(tái)企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)出世界最大橋式起重機(jī)[N];中國質(zhì)量報(bào);2008年

9 丁潔邋曹克順 馬靜;7月份太重起重機(jī)生產(chǎn)再創(chuàng)佳績[N];太原日報(bào);2008年

10 本報(bào)記者 趙加積;太重起重機(jī)：從“產(chǎn)品經(jīng)營”邁向“品牌經(jīng)營”[N];中國工業(yè)報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 鐘斌;基于吊重防搖控制的起重機(jī)快速對位關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2007年

2 王建正;基于產(chǎn)品平臺(tái)的快速設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2008年

3 魏國前;起重機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

4 袁濤;機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)性與串并聯(lián)體系可靠性靈敏度設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙小偉;基于APDL的橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];太原科技大學(xué);2012年

2 何洋洋;橋架結(jié)構(gòu)快速求解器設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)可靠性研究[D];太原科技大學(xué);2010年

3 郭文孝;基于許用應(yīng)力法的橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證及安全性評價(jià)[D];太原科技大學(xué);2011年

4 楊春燕;橋式起重機(jī)先進(jìn)控制研究[D];北京化工大學(xué);2011年

5 王文娜;橋式起重機(jī)箱型主梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)和焊接數(shù)值模擬[D];河北科技大學(xué);2010年

6 陳賢波;橋式起重機(jī)壽命評估及起升能力提升[D];浙江大學(xué);2010年

7 羅俊堯;橋式起重機(jī)的防擺控制方法研究[D];太原科技大學(xué);2011年

8 王志海;基于疲勞試驗(yàn)的橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)可靠性理論研究[D];太原科技大學(xué);2011年

9 辛宇鵬;橋式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證與安全性評價(jià)研究及軟件開發(fā)[D];太原科技大學(xué);2011年

10 夏穎怡;橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)控制改造與應(yīng)用研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：2077468