本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的塔機(jī)起重臂結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：塔式起重機(jī)屬于一種非連續(xù)性搬運(yùn)機(jī)械,主要完成預(yù)制構(gòu)件及其他建筑材料與工具等吊裝工作的主要設(shè)備,廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑施工中。起重臂架是塔式起重機(jī)的重要承載部件之一,由于它長(zhǎng)度長(zhǎng),自重較大,是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較為薄弱的環(huán)節(jié),故障率高,危害性大,因此,其力學(xué)性能對(duì)整機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)有直接的影響。在保證起重臂的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的條件下盡量減輕起重臂的自重(體積),有利于提高起重機(jī)的承載能力和整體穩(wěn)定性。 塔機(jī)的水平臂架是一個(gè)雙向壓彎構(gòu)件,自重、吊重、風(fēng)載荷、慣性載荷共同使臂架產(chǎn)生了內(nèi)力,并且在沿起重臂長(zhǎng)度方向上各截面所產(chǎn)生的內(nèi)力的值是不同的,如果采用等截面的起重臂,會(huì)浪費(fèi)很多材料,并且會(huì)影響起重臂的承載能力。因此,采用變截面起重臂的設(shè)計(jì),按內(nèi)力分布來(lái)決定所需的截面尺寸,這樣,設(shè)計(jì)出來(lái)的起重臂,其自重會(huì)相應(yīng)的減少,而且同樣能達(dá)到起重臂的設(shè)計(jì)性能要求。 目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛使用ANSYS、ALGOR、ABAQUS等有限元分析軟件對(duì)起重臂進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,許多學(xué)者都對(duì)塔機(jī)起重臂做過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),但大都以起重臂各桿件使用的型鋼規(guī)格為設(shè)計(jì)變量,有部分學(xué)者還以起重臂整體截面尺寸、吊點(diǎn)位置等為設(shè)計(jì)變量,針對(duì)三種典型工況(最小幅度處；吊點(diǎn)跨中處；最大幅度處)加載、分析及優(yōu)化設(shè)計(jì),但還未考慮過(guò)在相鄰兩起重臂節(jié)上弦桿間設(shè)計(jì)一個(gè)合適的高度差,并以此作為設(shè)計(jì)變量對(duì)起重臂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的情況,因此本文將結(jié)合這一點(diǎn)來(lái)進(jìn)行研究。 本文以QTZ4810塔機(jī)的起重臂為研究對(duì)象,首先建立等截面尺寸起重臂的模型,對(duì)其加載,分析,根據(jù)分析結(jié)果對(duì)起重臂節(jié)分組(考慮到經(jīng)濟(jì)性,不能8節(jié)起重臂八種規(guī)格,盡可能使受力情況相差不大的起重臂為同一規(guī)格),然后以其各桿件的規(guī)格尺寸和相鄰兩起重臂架節(jié)上弦桿間的高度差為設(shè)計(jì)變量,以滿(mǎn)足起重臂強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求為前提條件,以起重臂總體積盡量小為目標(biāo),采用一階法,最大迭代30次,對(duì)其作了優(yōu)化分析設(shè)計(jì)。最終得出了一組合理的結(jié)果,結(jié)合型鋼的規(guī)格表,對(duì)結(jié)果進(jìn)行圓整得出最終優(yōu)化后尺寸。 為保證起重臂的性能,本文最后還以?xún)?yōu)化后尺寸建立模型,重新加載分析計(jì)算,結(jié)果表明優(yōu)化后的模型同樣能夠滿(mǎn)足起重臂的性能要求,并且體積較優(yōu)化前減小了約29.29%,比目前生產(chǎn)使用的已稍作優(yōu)化的起重臂體積還減小了約23.73%。另外,整個(gè)過(guò)程,本文都是針對(duì)五種典型工況(以往學(xué)者考慮的三種工況,外加兩拉桿吊點(diǎn)位置處兩種工況)進(jìn)行的,因此分析計(jì)算結(jié)果較三種工況的結(jié)果更能反應(yīng)真實(shí)情況,結(jié)果更可靠。
【關(guān)鍵詞】：塔式起重機(jī) 起重臂 ANSYS 高度差 一階法 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 塔式起重機(jī)的發(fā)展史14-15
• 1.2 塔機(jī)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 塔機(jī)的組成與分類(lèi)17-19
• 1.3.1 塔機(jī)的組成17-18
• 1.3.2 塔式起重機(jī)的分類(lèi)18-19
• 1.4 ANSYS及APDL簡(jiǎn)介19-20
• 1.4.1 ANSYS簡(jiǎn)介19
• 1.4.2 APDL簡(jiǎn)介19-20
• 1.5 本文研究的內(nèi)容及意義20-21
• 1.6 本章小結(jié)21-22
• 第二章 塔機(jī)起重臂的有限元參數(shù)化建模22-33
• 2.1 建立有限元模型22-31
• 2.1.1 簡(jiǎn)化模型22-23
• 2.1.2 單位與坐標(biāo)系的選擇23
• 2.1.3 單元類(lèi)型及材料參數(shù)23-25
• 2.1.4 參數(shù)化模型的建立及網(wǎng)格劃分25-27
• 2.1.5 約束與載荷的處理27-31
• 2.2 求解及后處理31-32
• 2.2.1 求解31-32
• 2.2.2 后處理32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第三章 塔式起重機(jī)臂架的力學(xué)分析33-42
• 3.1 塔機(jī)臂架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析33-36
• 3.2 塔機(jī)臂架結(jié)構(gòu)的剛度分析36-39
• 3.3 塔機(jī)起重臂模態(tài)分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 塔式起重機(jī)臂架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)42-60
• 4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)42-44
• 4.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)生42
• 4.1.2 ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)42-43
• 4.1.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念43-44
• 4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟44-45
• 4.3 塔機(jī)臂架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)45-55
• 4.3.1 生成分析文件45-51
• 4.3.2 指定分析文件及優(yōu)化變量51-53
• 4.3.3 進(jìn)行優(yōu)化及讀取結(jié)果53-55
• 4.4 優(yōu)化結(jié)果的校核55-59
• 4.4.1 強(qiáng)度要求驗(yàn)證55-58
• 4.4.2 剛度要求驗(yàn)證58
• 4.4.3 模態(tài)分析驗(yàn)證58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 楊陽(yáng),秦大同,楊濤;塔機(jī)雙吊點(diǎn)水平起重臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];工程機(jī)械;2003年06期

2 程文明,王金諾;起重機(jī)的動(dòng)態(tài)分析方法[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;2002年02期

3 任會(huì)禮;李江波;高崇仁;;基于ANSYS的塔式起重機(jī)臂架有限元參數(shù)化建模與分析[J];起重運(yùn)輸機(jī)械;2006年09期

4 嚴(yán)自勉;;起重機(jī)風(fēng)載荷計(jì)算問(wèn)題——計(jì)算風(fēng)壓(上)[J];電站施工機(jī)械;1981年01期

5 閻春利,張希棟,王先軍;利用ANSYS進(jìn)行參數(shù)化有限元網(wǎng)格剖分[J];森林工程;2004年02期

6 鄭惠強(qiáng);;塔式起重機(jī)雙拉桿變截面臂架計(jì)算[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1992年03期

  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的塔機(jī)起重臂結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：322339