【摘要】： 起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)是臂架式類型起重機(jī)的重要承載部件之一，其力學(xué)性能對整機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有直接影響，故障率較高。目前在臂架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，而起重機(jī)在最大到最小幅度的整個(gè)變幅過程中，應(yīng)力和位移等力學(xué)參量均難以知曉，關(guān)鍵由于這項(xiàng)工作在設(shè)計(jì)和驗(yàn)算中是很難或根本無法實(shí)現(xiàn)，因此無法全面了解臂架結(jié)構(gòu)在整個(gè)變幅運(yùn)動(dòng)中的工作狀態(tài)；2)起升機(jī)構(gòu)起制動(dòng)時(shí)對臂架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊動(dòng)載荷，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)如何?針對以上兩個(gè)問題，本論文以單臂架起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)為研究對象，以有限元法和機(jī)械動(dòng)力學(xué)為理論基礎(chǔ)和分析手段，運(yùn)用參數(shù)化技術(shù)和有限元分析軟件ANSYS對單臂架結(jié)構(gòu)的變幅運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)數(shù)值仿真，研究了單臂架的動(dòng)態(tài)特性和臂架在起吊時(shí)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并采用Visual C++ 6.0開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)值運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(shù)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(jì)算很方便、快捷，而且不容易出錯(cuò)。 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(yùn)動(dòng)數(shù)值仿真的命令流文件(即log文件)，具體實(shí)現(xiàn)了仿真，獲得了仿真動(dòng)畫和仿真數(shù)據(jù)曲線，經(jīng)分析得出了有參考價(jià)值的結(jié)論。 3)研究了臂架的動(dòng)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(jìn)行了分析。 4)對臂架在貨物突然起吊受到動(dòng)載荷的情況進(jìn)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(shí)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(dòng)力響應(yīng)，包括動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)位移響應(yīng)仿真云圖和典型節(jié)點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)力時(shí)間歷程曲線，并對結(jié)果進(jìn)行了分析。 5)有效地運(yùn)用Windows編程技術(shù)、Visual C++軟件對臂架的運(yùn)動(dòng)數(shù)值仿真和動(dòng)力學(xué)分析進(jìn)行了封裝。獨(dú)立開發(fā)了單臂架變幅運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力數(shù)值仿真軟件，該軟件界面友好，操作簡便、實(shí)用。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：TH218
【圖文】：

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

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

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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

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

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

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8 楊丹;軌道集裝箱龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)數(shù)值仿真及動(dòng)力學(xué)分析[D];武漢理工大學(xué);2006年

9 胡正權(quán);回轉(zhuǎn)制動(dòng)載荷激勵(lì)下的門座起重機(jī)臂架系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：2742668