【摘要】： 起重機臂架結(jié)構(gòu)是臂架式類型起重機的重要承載部件之一，其力學性能對整機的正常運轉(zhuǎn)有直接影響，故障率較高。目前在臂架結(jié)構(gòu)的設計和故障診斷中有以下兩方面的問題有待解決：1)目前僅是對臂架結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)下的最大和最小幅度進行結(jié)構(gòu)分析，而起重機在最大到最小幅度的整個變幅過程中，應力和位移等力學參量均難以知曉，關鍵由于這項工作在設計和驗算中是很難或根本無法實現(xiàn)，因此無法全面了解臂架結(jié)構(gòu)在整個變幅運動中的工作狀態(tài)；2)起升機構(gòu)起制動時對臂架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強烈的沖擊動載荷，其動態(tài)響應如何?針對以上兩個問題，本論文以單臂架起重機臂架結(jié)構(gòu)為研究對象，以有限元法和機械動力學為理論基礎和分析手段，運用參數(shù)化技術和有限元分析軟件ANSYS對單臂架結(jié)構(gòu)的變幅運動進行了運動數(shù)值仿真，研究了單臂架的動態(tài)特性和臂架在起吊時的動力學響應，并采用Visual C++ 6.0開發(fā)了相應的數(shù)值運動和動力仿真軟件。主要研究工作如下： 1)用ANSYS的內(nèi)部命令和APDL語言以及參數(shù)化技術建立了單臂架結(jié)構(gòu)的有限元參數(shù)化模型。它使得有限元分析過程中對模型的修改以及再次計算很方便、快捷，而且不容易出錯。 2)用建立好的有限元參數(shù)化模型和ANSYS的內(nèi)部命令編寫了臂架結(jié)構(gòu)變幅運動數(shù)值仿真的命令流文件(即log文件)，具體實現(xiàn)了仿真，獲得了仿真動畫和仿真數(shù)據(jù)曲線，經(jīng)分析得出了有參考價值的結(jié)論。 3)研究了臂架的動態(tài)特性。結(jié)合有限元參數(shù)化模型編寫了模態(tài)分析的命令流文件，該模態(tài)分析可以是變幅過程中任意幅度的模態(tài)分析。提取了前幾階固有頻率、主振型及其振型圖，并對結(jié)果進行了分析。 4)對臂架在貨物突然起吊受到動載荷的情況進行了瞬態(tài)分析。結(jié)合有限元參數(shù)化模型編寫了瞬態(tài)分析的命令流文件，該瞬態(tài)分析同樣可以實現(xiàn)變幅過程中任意幅度的瞬態(tài)分析。獲得了臂架突然起吊的瞬態(tài)動力響應，包括動應力、動位移響應仿真云圖和典型節(jié)點的動應力時間歷程曲線，并對結(jié)果進行了分析。 5)有效地運用Windows編程技術、Visual C++軟件對臂架的運動數(shù)值仿真和動力學分析進行了封裝。獨立開發(fā)了單臂架變幅運動和動力數(shù)值仿真軟件，該軟件界面友好，操作簡便、實用。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：TH218
【圖文】：

3三維仿真動畫演示及其分析以下是臂架變幅過程三維運動數(shù)值仿真的動畫，通過ANSYs的Display可制作媒體播放動畫，有利于方便地對動畫顯示進行控制。圖3一2是臂架變幅過程中整體合成應力三維仿真動畫;圖3一3是臂架變幅過程中整體綜合位移三維仿真動畫;圖3一4是三維仿真動畫演示過程中臂架三個位置(最大至最小幅度)的圖像。動畫的左下角動態(tài)顯示相應的變幅幅度值，右側(cè)動態(tài)顯示云圖圖例的變化。因此可以直觀地了解所關心的幅度下的臂架的應力、變形等力學特性。圖3一2臂架變幅運動中整體合成應力三維仿真動畫

3三維仿真動畫演示及其分析以下是臂架變幅過程三維運動數(shù)值仿真的動畫，通過ANSYs的Display可制作媒體播放動畫，有利于方便地對動畫顯示進行控制。圖3一2是臂架變幅過程中整體合成應力三維仿真動畫;圖3一3是臂架變幅過程中整體綜合位移三維仿真動畫;圖3一4是三維仿真動畫演示過程中臂架三個位置(最大至最小幅度)的圖像。動畫的左下角動態(tài)顯示相應的變幅幅度值，右側(cè)動態(tài)顯示云圖圖例的變化。因此可以直觀地了解所關心的幅度下的臂架的應力、變形等力學特性。圖3一2臂架變幅運動中整體合成應力三維仿真動畫

【引證文獻】

相關期刊論文 前3條

1 戴晟;游敏;王旺生;陳燕;;輪胎式起重機轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析[J];機械強度;2007年02期

2 黎剛果;張錫恩;杜力民;;某型導彈起豎臂起豎過程的仿真[J];機械與電子;2006年01期

3 趙章焰,王真;單臂架起重機臂架結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)沖擊[J];起重運輸機械;2004年08期

相關博士學位論文 前1條

1 屠鳳蓮;動臂變幅塔機奇偶倍率吊鉤裝置的設計理論[D];河北工業(yè)大學;2010年

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1 高原;基于APDL的起重機伸縮臂參數(shù)化設計與分析[D];大連理工大學;2010年

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3 劉劍波;單臂架門座式起重機臂架變幅系統(tǒng)的優(yōu)化設計[D];上海交通大學;2011年

4 李燕;基于ANSYS塔式起重機臂架參數(shù)化有限元分析系統(tǒng)開發(fā)[D];東北大學;2009年

5 劉萬立;履帶起重機提升與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)動力學仿真與分析[D];東北大學;2009年

6 曾春;基于ANSYS的橋式起重機橋架結(jié)構(gòu)有限元動態(tài)分析研究[D];武漢理工大學;2006年

7 蔣海江;起升動載激勵下門座起重機臂架系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D];武漢理工大學;2006年

8 楊丹;軌道集裝箱龍門起重機結(jié)構(gòu)運動數(shù)值仿真及動力學分析[D];武漢理工大學;2006年

9 胡正權;回轉(zhuǎn)制動載荷激勵下的門座起重機臂架系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D];武漢理工大學;2006年

10 焦宏濤;基于ANSYS的900t級高速鐵路架橋機主結(jié)構(gòu)設計研究[D];西南交通大學;2006年

本文編號：2742668