本文關(guān)鍵詞：超大型塔式起重機(jī)大型結(jié)構(gòu)件的力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：塔式起重機(jī)（簡(jiǎn)稱塔機(jī)）是現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)中廣泛使用的建筑施工機(jī)械之一，是完成各類工程建設(shè)項(xiàng)目必不可少的重要施工工具�？紤]到塔機(jī)工作的特殊性，如塔機(jī)的回轉(zhuǎn)、起升和變幅機(jī)構(gòu)常處于頻繁且斷續(xù)狀態(tài)的啟動(dòng)、制動(dòng)工作環(huán)境，這種工作狀態(tài)對(duì)塔機(jī)整體結(jié)構(gòu)而言，必定會(huì)對(duì)塔機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較強(qiáng)烈的沖擊影響和振動(dòng)影響。如果出現(xiàn)振動(dòng)強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度超過(guò)塔機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承受范圍，就會(huì)直接影響塔機(jī)工作的安全性，嚴(yán)重使便會(huì)造成塔機(jī)倒塌。 塔機(jī)結(jié)構(gòu)主要包括空間桁架結(jié)構(gòu)和板類箱型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。比較典型的桁架結(jié)構(gòu)有塔身結(jié)構(gòu)和底盤結(jié)構(gòu)，常用的板類箱型結(jié)構(gòu)主要是指回轉(zhuǎn)支座。其中，回轉(zhuǎn)支座主要起到連接塔機(jī)的非回轉(zhuǎn)部分與回轉(zhuǎn)部分的作用，相當(dāng)于一個(gè)實(shí)現(xiàn)塔機(jī)上部分進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連接橋梁，它主要由上回轉(zhuǎn)支座、回轉(zhuǎn)支承外圈板及下回轉(zhuǎn)支座組成。塔機(jī)在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，多采用焊接方法將不同型號(hào)的鋼材焊接在一起，例如，塔身結(jié)構(gòu)和底盤結(jié)構(gòu)主要選用Q345B型號(hào)的圓鋼、管材和角鋼焊接而成，而回轉(zhuǎn)支座由于整體結(jié)構(gòu)較大且機(jī)構(gòu)自身的特殊性，多選用Q354B型號(hào)的板材焊接而成。 目前，國(guó)內(nèi)對(duì)塔機(jī)的研究設(shè)計(jì)方法多以靜態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法為主，設(shè)計(jì)工作者憑借多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)塔機(jī)的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析及設(shè)計(jì)。而且現(xiàn)在很多學(xué)者對(duì)塔機(jī)的研究多偏向于塔機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)、起重臂結(jié)構(gòu)和平衡臂結(jié)構(gòu)方面的研究，對(duì)塔機(jī)塔身結(jié)構(gòu)、底盤結(jié)構(gòu)和回轉(zhuǎn)支座結(jié)構(gòu)的研究較少，特別對(duì)起重力矩力矩很大的超大型塔機(jī)而言，這方面的研究更是少之又少。 由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)研究的過(guò)程中，不能做到適時(shí)地對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，并且采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法往往容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)保守估計(jì)，用材過(guò)量浪費(fèi)的現(xiàn)象，故以塔機(jī)實(shí)際的工作狀態(tài)作為研究基礎(chǔ)，對(duì)塔身結(jié)構(gòu)、底盤結(jié)構(gòu)和回轉(zhuǎn)支座結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析、動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化分析，在校核結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，檢查結(jié)構(gòu)的共振特性，最后對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，使其在滿足設(shè)計(jì)要求以及安全生產(chǎn)要求的前提下，提高材料利用率，充分發(fā)揮材料的使用性能，降低生產(chǎn)成本。 有限元分析法是目前應(yīng)用最為廣泛的分析方法，其功能強(qiáng)大，已延伸到諸多領(lǐng)域工程問(wèn)題的研究。故利用ANSYS軟件的靜力學(xué)分析模塊、基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)分析模塊和優(yōu)化分析模塊分別以塔機(jī)的主要空間桁架結(jié)構(gòu)和板類箱型結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同工況水平的力學(xué)分析，在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行初步的研究，最終結(jié)合靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果并對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問(wèn)題展開初步的探索。分析結(jié)果表明，塔身結(jié)構(gòu)、底盤結(jié)構(gòu)及回轉(zhuǎn)支座結(jié)構(gòu)均滿足設(shè)計(jì)要求，且結(jié)構(gòu)應(yīng)力均小于許用應(yīng)力，還存在可優(yōu)化空間，故對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。最后對(duì)改進(jìn)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，驗(yàn)證優(yōu)化結(jié)果的可靠性，使其能應(yīng)用于工程實(shí)際。
【關(guān)鍵詞】：塔機(jī) 空間桁架結(jié)構(gòu) 板類箱型結(jié)構(gòu) 有限元 力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 塔式起重機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r10-12
• 1.1.1 國(guó)外塔式起重機(jī)的發(fā)展10-11
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)塔式起重機(jī)的發(fā)展11-12
• 1.2 研究目的及意義12-13
• 1.3 超大型塔式起重機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容14-17
• 1.5 實(shí)現(xiàn)方法17-19
• 2 有限元分析理論19-31
• 2.1 有限元法導(dǎo)論19-20
• 2.1.1 有限元法發(fā)展史19
• 2.1.2 有限元法的基本思想19-20
• 2.1.3 有限元法的特點(diǎn)20
• 2.2 有限元法的基本理論20-29
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)的有限元法20-22
• 2.2.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的有限元法22-25
• 2.2.3 優(yōu)化分析25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-31
• 3 空間桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析31-53
• 3.1 底盤結(jié)構(gòu)的有限元分析32-41
• 3.1.1 靜力學(xué)分析32-39
• 3.1.2 模態(tài)分析39-41
• 3.2 塔身結(jié)構(gòu)的有限元分析41-52
• 3.2.1 靜力學(xué)分析41-46
• 3.2.2 模態(tài)分析46-48
• 3.2.3 優(yōu)化分析48-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 4 板類箱型結(jié)構(gòu)的有限元分析53-70
• 4.1 靜力學(xué)分析54-59
• 4.1.1 建立有限元模型54-56
• 4.1.2 添加邊界條件56
• 4.1.3 劃分工況56
• 4.1.4 分析結(jié)果56-59
• 4.2 模態(tài)分析59-62
• 4.2.1 引起回轉(zhuǎn)支座振動(dòng)的原因59
• 4.2.2 結(jié)果分析59-62
• 4.3 優(yōu)化分析62-68
• 4.3.1 優(yōu)化方案一62-65
• 4.3.2 優(yōu)化方案二65-66
• 4.3.3 優(yōu)化方案三66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-70
• 5 總結(jié)與展望70-71
• 附錄一71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果76-77
• 致謝77-78

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  本文關(guān)鍵詞：超大型塔式起重機(jī)大型結(jié)構(gòu)件的力學(xué)分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：347284