剛?cè)嵝愿街┕ど禉C(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)力學(xué)特性分析
本文關(guān)鍵詞:剛?cè)嵝愿街┕ど禉C(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)力學(xué)特性分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:施工升降機(jī)已成為建筑施工中不可缺少的人員與物料運(yùn)輸施工設(shè)備,自1973年第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)施工升降機(jī)誕生以來(lái),歷經(jīng)30多年的不斷發(fā)展,升降機(jī)在結(jié)構(gòu)形式、功能、用途、安全裝置等多個(gè)方面都有了很大的變化和發(fā)展,因此在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)形式可靠、安全的施工升降機(jī)是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。施工升降機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中整個(gè)系統(tǒng)始終伴隨著振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生,如齒輪齒條嚙合傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)激勵(lì),吊籠對(duì)導(dǎo)軌架的移動(dòng)式偏心作用,以及在吊籠起停時(shí)還伴隨有動(dòng)態(tài)沖擊或階躍激勵(lì)。由于振動(dòng)會(huì)造成結(jié)構(gòu)的共振或疲勞,從而破壞結(jié)構(gòu),為了避免破壞結(jié)構(gòu),因此了解結(jié)構(gòu)的本身具有的振動(dòng)特性即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型,將避免在使用中因共振因素造成不必要的損失具有重要意義。 本文分別對(duì)超高型剛性附著和柔性附著方案的施工升降機(jī)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)力學(xué)特性,以及振動(dòng)和強(qiáng)度問(wèn)題進(jìn)行了分析,具體做了以下幾個(gè)方面工作:首先,為了找到不同工況下結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的危險(xiǎn)截面的位置,對(duì)導(dǎo)軌架150米高度的超高型剛性附著施工升降機(jī)進(jìn)行了三維模型和有限元模型建模,通過(guò)ANSYS有限元模型靜態(tài)特性分析,得到危險(xiǎn)工況下的最大應(yīng)力和最大變形位置點(diǎn),確定了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié);然后,利用ADAMS軟件對(duì)超高型剛性附著施工升降機(jī)建立了多體動(dòng)力學(xué)模型,以及剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型,通過(guò)對(duì)其動(dòng)態(tài)特性分析,獲得結(jié)構(gòu)系統(tǒng)前六階固有頻率,并獲得導(dǎo)軌架頂部懸臂處的振型隨時(shí)間的變化規(guī)律,從而對(duì)升降機(jī)主體系統(tǒng)的振動(dòng)情況進(jìn)行分析;最后,通過(guò)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)建模分析,得到吊籠在運(yùn)行過(guò)程中危險(xiǎn)截面位置處作用力隨時(shí)間變化的曲線,為計(jì)算導(dǎo)軌架根部局部應(yīng)力和整體應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提供依據(jù)。對(duì)柔性附著施工升降機(jī)也做了相同的工作進(jìn)行了靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)特性分析,進(jìn)行了振動(dòng)和強(qiáng)度分析,同樣,確定了柔性附著方案下施工升降機(jī)的應(yīng)力最大位置和變形最大位置,分析了危險(xiǎn)截面隨時(shí)間變化的應(yīng)力和變形情況,研究了振動(dòng)頻率及共振問(wèn)題。 通過(guò)了ANSYS靜態(tài)、模態(tài)分析和ADAMS動(dòng)態(tài)分析,在根據(jù)實(shí)際情況對(duì)所建模型進(jìn)行驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,得出以下結(jié)論:第一,通過(guò)ANSYS靜態(tài)分析確定結(jié)構(gòu)系統(tǒng)危險(xiǎn)截面發(fā)生的位置,即最大應(yīng)力發(fā)生在導(dǎo)軌架的基礎(chǔ)截面,最大變形發(fā)生在頂部自由端位置;第二,通過(guò)模態(tài)分析和剛?cè)狁詈辖Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析,所得到的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)前六階固有頻率均不等于作用在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的外加激振力頻率,因此不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象;第三,利用ADAMS軟件仿真,得到危險(xiǎn)截面處作用力隨時(shí)間變化的曲線,并驗(yàn)證導(dǎo)軌架根部局部應(yīng)力和整體應(yīng)力滿足強(qiáng)度要求,從而為實(shí)際工程提供實(shí)驗(yàn)性的指導(dǎo);第四,通過(guò)ADAMS的仿真過(guò)程,可以得到隨著吊籠在導(dǎo)軌架上下運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌架頂部懸臂處的振型隨時(shí)間發(fā)生不斷的變化規(guī)律,這種動(dòng)態(tài)振型更真實(shí)的反應(yīng)了危險(xiǎn)端的變形情況,因此可以通過(guò)增加此處附近附著架的剛度,以保證結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
【關(guān)鍵詞】:施工升降機(jī) 附著裝置 靜態(tài)分析 模態(tài)分析 動(dòng)態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】:沈陽(yáng)建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:TH211.6
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-13
- 第一章 緒論13-19
- 1.1 本課題研究背景13-14
- 1.2 本課題研究現(xiàn)狀14-16
- 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-15
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15
- 1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)15-16
- 1.3 本課題研究的目的和意義16-17
- 1.3.1 目的16
- 1.3.2 意義16-17
- 1.4 本課題研究?jī)?nèi)容17
- 1.5 本課題研究方法17-19
- 第二章 柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和模態(tài)分析法的理論基礎(chǔ)19-29
- 2.1 柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)19-22
- 2.1.1 建立柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的方法19
- 2.1.2 拉格朗日法建立柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的計(jì)算思路19-22
- 2.2 連續(xù)體系統(tǒng)模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)22-27
- 2.2.1 一般載荷下連續(xù)體有阻尼系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程22-23
- 2.2.2 無(wú)阻尼自由振動(dòng)振型函數(shù)計(jì)算23-27
- 2.3 本章小結(jié)27-29
- 第三章 剛性附著施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)特性分析29-57
- 3.1 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性能、幾何參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式29-30
- 3.1.1 系統(tǒng)性能、幾何參數(shù)29
- 3.1.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)29
- 3.1.3 計(jì)算工況29-30
- 3.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的有限元模型的建立與驗(yàn)證30-34
- 3.2.1 單元類型的選取及其建模方法30
- 3.2.2 加載和求解30-31
- 3.2.3 ANSYS靜力分析與實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證31-34
- 3.3 剛性附著方案施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜態(tài)特性分析34-44
- 3.3.1 結(jié)構(gòu)靜力分析的有限元理論34-36
- 3.3.2 校核施工升降機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)強(qiáng)度36-44
- 3.3.3 有限元計(jì)算結(jié)果分析44
- 3.4 剛性附著施工升降機(jī)多剛體系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真與分析44-55
- 3.4.1 三維模型的建立44-45
- 3.4.2 多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程建立與ADAMS采用的建模方法45-48
- 3.4.3 剛性附著施工升降機(jī)多剛體系統(tǒng)模型的建立48-50
- 3.4.4 動(dòng)態(tài)特性的仿真分析50-55
- 3.5 本章小結(jié)55-57
- 第四章 剛性附著施工升降機(jī)剛?cè)狁詈辖Ec分析57-75
- 4.1 模態(tài)分析的定義及其應(yīng)用57-59
- 4.1.1 模態(tài)分析方法57-58
- 4.1.2 模態(tài)分析步驟58-59
- 4.2 剛性附著施工升降機(jī)剛?cè)狁詈夏P偷恼駝?dòng)分析59-71
- 4.2.1 固有頻率與振型的提取59-61
- 4.2.2 模態(tài)中性文件生成過(guò)程61-64
- 4.2.3 柔性體的導(dǎo)入64-65
- 4.2.4 剛體和柔性體的連接與仿真65-66
- 4.2.5 仿真結(jié)果提取66-71
- 4.3 剛性附著施工升降機(jī)剛?cè)狁詈夏P偷膹?qiáng)度分析71-74
- 4.4 本章小結(jié)74-75
- 第五章 柔性附著施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)特性分析75-83
- 5.1 柔性附著施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性能、幾何、結(jié)構(gòu)參數(shù)75-76
- 5.1.1 系統(tǒng)性能參數(shù)和幾何參數(shù)75
- 5.1.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)75-76
- 5.2 柔性附著施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜態(tài)特性分析76-78
- 5.2.1 柔性附著方案施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有限元模型的建立76
- 5.2.2 柔性附著方案施工升降機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)靜態(tài)計(jì)算76-78
- 5.3 柔性附著施工升降機(jī)多剛體系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真與分析78-82
- 5.3.1 運(yùn)動(dòng)副的施加78
- 5.3.2 動(dòng)態(tài)特性的仿真分析78-82
- 5.4 本章小結(jié)82-83
- 第六章 柔性附著施工升降機(jī)剛?cè)狁詈辖Ec分析83-91
- 6.1 柔性附著施工升降機(jī)剛?cè)狁詈夏P偷恼駝?dòng)分析83-86
- 6.2 柔性附著施工升降機(jī)剛?cè)狁詈夏P偷膹?qiáng)度分析86-89
- 6.3 本章小結(jié)89-91
- 第七章 結(jié)論91-93
- 7.1 結(jié)論91
- 7.2 展望91-93
- 參考文獻(xiàn)93-97
- 作者簡(jiǎn)介97
- 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文97-99
- 致謝99
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本文編號(hào):355740
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