【摘要】：塔機的金屬結(jié)構(gòu)部分是由眾多梁桿單元組成的復(fù)雜空間超定靜結(jié)構(gòu),手工計算難以保證計算的精度與準確性。本文將傳統(tǒng)設(shè)計方法和計算機有限元分析結(jié)合起來,完成了對ST80-160型塔機的設(shè)計計算分析。 根據(jù)用戶特殊需要并結(jié)合具體的工作環(huán)境,參照比較了國內(nèi)外多種機型確定了整機方案和結(jié)構(gòu)布置形式,確定了塔機的整體結(jié)構(gòu)形式。利用實腹等效方法,根據(jù)應(yīng)力準則、強度條件對各部分結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。為適應(yīng)高層建筑的需要,基于穩(wěn)定性原理利用有限元法確定了塔機合理附著間距與最大外伸高度。 對塔機結(jié)構(gòu)進行有限元靜力學與動態(tài)分析一直是塔機領(lǐng)域研究的熱點,本文利用有限元法計算了整機結(jié)構(gòu)滿足靜力學要求,并且針對SAP84有限元建模過程對塔機結(jié)構(gòu)等效關(guān)鍵技術(shù)和載荷處理進行了討論。在對整機結(jié)構(gòu)強度、剛度和穩(wěn)定性分析中充分利用了計算機有限元計算準確與高效的優(yōu)勢建立有限元模型,在計算中計及了二階效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有限元模型的影響,使計算結(jié)果更準確。由于本課題塔機屬于大型噸位塔機,動態(tài)特性不容忽視,本文利用有限元分析對塔機進行模態(tài)分析與回轉(zhuǎn)工況下動力響應(yīng)分析,驗證了所設(shè)計的塔機動態(tài)特性滿足要求。 吊臂是影響起重機起重性能的關(guān)鍵部件,其合理的設(shè)計對于一臺塔機有著重要的作用,國內(nèi)缺少相對成熟的初始設(shè)計方法。本文通過拉格朗日乘子法對塔機吊臂橫截面尺寸進行了優(yōu)化設(shè)計,推導(dǎo)出以應(yīng)力、變形作為約束條件的截面參數(shù)公式,使塔機設(shè)計者在初始階段能夠計算出較優(yōu)的截面尺寸,減少了初始設(shè)計者在確定結(jié)構(gòu)尺寸時試算的工作量�；谶@個優(yōu)化結(jié)果,對吊臂截面參數(shù)的影響因素進行了分析,為塔機的設(shè)計者提供了一定的理論參考。
[Abstract]:The metal structure of the tower crane is a complex spatial overstatic structure composed of many beam and bar elements. It is difficult to ensure the accuracy and accuracy of the calculation by hand calculation. In this paper, the traditional design method and computer finite element analysis are combined to complete the design calculation and analysis of ST80-160 tower crane. According to the special needs of users and combined with the specific working environment, the scheme and structure layout of the tower crane are determined by comparing various types of machines at home and abroad, and the integral structure form of the tower crane is determined. According to the stress criterion and the strength condition, every part of the structure is designed by using the equivalent method of solid web. In order to meet the needs of high-rise building, the reasonable attachment distance and maximum extension height of tower crane are determined by finite element method based on stability principle. The finite element statics and dynamic analysis of tower crane structure has been a hot topic in the field of tower crane. In this paper, the finite element method is used to calculate the structure of tower crane to meet the static requirements. At the same time, the equivalent key technology and load treatment of tower crane are discussed based on SAP84 finite element modeling process. In the analysis of the strength, stiffness and stability of the whole machine structure, the finite element model is established by making full use of the advantages of accurate and efficient finite element calculation of computer, and the influence of the second order effect on the finite element model of the structure is taken into account in the calculation. Make the calculation more accurate. Because the tower crane belongs to the large tonnage tower crane, the dynamic characteristics can not be ignored. In this paper, the modal analysis and the dynamic response analysis of the tower crane under rotary conditions are carried out by using finite element analysis, and it is verified that the dynamic characteristics of the designed tower crane meet the requirements. The jib is the key component which affects the crane lifting performance. Its reasonable design plays an important role in a tower crane, and there is a lack of relatively mature initial design method in our country. In this paper, the cross section size of crane boom is optimized by Lagrange multiplier method, and the cross section parameter formula with stress and deformation as the constraint condition is deduced, which makes the tower crane designer to calculate the optimum cross section size in the initial stage. The workload of the initial designer in determining the structure size is reduced. Based on the optimization results, the influencing factors of the parameters of the boom section are analyzed, which provides a theoretical reference for the designers of the tower crane.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH213.3

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本文編號：2193755