本文關(guān)鍵詞：QTZ80型塔式起重機(jī)靜動(dòng)強(qiáng)度分析與動(dòng)力學(xué)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：建筑行業(yè)的高速發(fā)展帶動(dòng)了工程機(jī)械制造業(yè)的迅速增長，作為一種具有水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸能力的工程機(jī)械產(chǎn)品，，塔式起重機(jī)在建筑行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。然而，由于設(shè)計(jì)、裝配、焊接等制造工藝的影響，以及在服役過程中的違規(guī)操作，導(dǎo)致近年來塔式起重機(jī)倒塌事故時(shí)有發(fā)生。如何設(shè)計(jì)出一款集經(jīng)濟(jì)與安全為一體的塔式起重機(jī)，成為設(shè)計(jì)者們追求的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，理論分析、試驗(yàn)技術(shù)以及有限元數(shù)值模擬已廣泛應(yīng)用于塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算。 本文以QTZ80型塔式起重機(jī)為研究對象，在理論分析基礎(chǔ)上，采用截面內(nèi)力分析方法，應(yīng)變測試、模態(tài)測試等試驗(yàn)測試方法以及有限單元數(shù)值模擬分析方法，對該型塔式起重機(jī)開展各工況下的靜態(tài)應(yīng)力分析，以及臂尖吊載工況下的動(dòng)態(tài)應(yīng)力分析和動(dòng)力學(xué)特性分析。得到結(jié)論如下： 1.各工況下靜態(tài)應(yīng)變測試數(shù)據(jù)表明，在塔式起重機(jī)的弦桿應(yīng)力分布中，主要以軸向應(yīng)力為主，彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力為次要應(yīng)力，該結(jié)論可為理論分析和有限元數(shù)值模擬中關(guān)于弦桿的應(yīng)力計(jì)算提供基礎(chǔ)；動(dòng)態(tài)應(yīng)變測試結(jié)果表明，塔式起重機(jī)起吊瞬間，其各部件均存在不同的動(dòng)載放大系數(shù)，其中以起重臂的動(dòng)載放大系數(shù)值最大，塔頂及拉桿次之，塔身最小，該結(jié)論可為其動(dòng)強(qiáng)度分析提供參考。 2.對比各工況下試驗(yàn)測試、理論分析以及有限元數(shù)值模擬的負(fù)載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)三者負(fù)載應(yīng)力結(jié)果均相吻合，且以有限元數(shù)值模擬與試驗(yàn)測試兩者結(jié)果最為接近，而理論分析與其余兩者結(jié)果的誤差主要集中在起重臂的計(jì)算上，表明在理論分析中，由于模型簡化導(dǎo)致塔式起重機(jī)起重臂的理論計(jì)算存在一定誤差。 3.比較各工況下理論分析與有限元數(shù)值模擬滿載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩者的滿載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果方差比負(fù)載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果方差偏大；由于有限元模型更接近實(shí)際結(jié)構(gòu)，有限元分析與試驗(yàn)測試兩者結(jié)果最為接近，表明采用有限元分析方法相比理論分析方法，計(jì)算結(jié)果精度更高，可為塔式起重機(jī)強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。 4.采用FFT快速傅立葉變換對臂尖吊載工況下卸載瞬間的振動(dòng)測試結(jié)果進(jìn)行模態(tài)辨識，結(jié)果發(fā)現(xiàn)QTZ80型塔式起重機(jī)主要以前三階振動(dòng)頻率為主。在ANSYS軟件環(huán)境下，對該型塔式起重機(jī)進(jìn)行模態(tài)分析，結(jié)果表明塔式起重機(jī)的頻率計(jì)算結(jié)果與其各部件間的連接方式相關(guān)性很小。通過對比試驗(yàn)分析與有限元分析關(guān)于塔式起重機(jī)模態(tài)頻率的計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)有限元分析與試驗(yàn)測試結(jié)果吻合較好，表明有限元方法可用來對塔式起重機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析和模態(tài)預(yù)估。
【關(guān)鍵詞】：塔式起重機(jī) 靜動(dòng)強(qiáng)度 動(dòng)力學(xué)特性 試驗(yàn)測試 有限元數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第1章 緒論10-30
• 1.1 引言10-12
• 1.1.1 塔式起重機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.1.2 塔式起重機(jī)的分類11-12
• 1.2 塔式起重機(jī)的傳統(tǒng)理論分析方法12-17
• 1.2.1 塔式起重機(jī)的靜態(tài)分析13-17
• 1.2.2 塔式起重機(jī)的動(dòng)態(tài)分析17
• 1.3 塔式起重機(jī)的試驗(yàn)方法17-22
• 1.4 塔式起重機(jī)的有限元分析22-27
• 1.4.1 有限元分析的一般過程23-25
• 1.4.2 有限元軟件在塔式起重機(jī)計(jì)算中的應(yīng)用25-27
• 1.5 塔式起重機(jī)的事故分析27-28
• 1.6 本文主要內(nèi)容28-30
• 第2章 QTZ80型塔式起重機(jī)靜動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)研究30-42
• 2.1 引言30
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備30
• 2.3 靜態(tài)應(yīng)變測試30-38
• 2.3.1 測試任務(wù)及方法31
• 2.3.2 測點(diǎn)應(yīng)變片布置31-34
• 2.3.3 測試結(jié)果34-35
• 2.3.4 結(jié)果分析35-38
• 2.4 動(dòng)態(tài)應(yīng)變測試38-41
• 2.4.1 測試任務(wù)及方法38
• 2.4.2 測點(diǎn)選擇38-39
• 2.4.3 測試結(jié)果39-40
• 2.4.4 測試結(jié)論40-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第3章 QTZ80型塔式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)理論分析42-55
• 3.1 引言42
• 3.2 塔式起重機(jī)主體結(jié)構(gòu)的抽象模型42-53
• 3.2.1 QTZ80型塔式起重機(jī)各部件質(zhì)量43
• 3.2.2 起重臂的計(jì)算模型43-49
• 3.2.3 平衡臂的計(jì)算模型49-50
• 3.2.4 塔頂?shù)挠?jì)算模型50-51
• 3.2.5 塔身和回轉(zhuǎn)塔身的計(jì)算模型51-53
• 3.3 結(jié)果對比53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第4章 QTZ80型塔式起重機(jī)有限元數(shù)值模擬55-68
• 4.1 引言55
• 4.2 塔式起重機(jī)有限元模型的建立55-57
• 4.2.1 單元特性55-56
• 4.2.2 建模56-57
• 4.3 塔式起重機(jī)有限元分析57-61
• 4.3.1 位移計(jì)算結(jié)果57-59
• 4.3.2 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果59-61
• 4.4 結(jié)果對比及誤差分析61-64
• 4.4.1 負(fù)載應(yīng)力結(jié)果對比61-63
• 4.4.2 滿載應(yīng)力結(jié)果對比63-64
• 4.5 動(dòng)強(qiáng)度分析64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 第5章 QTZ80型塔式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)特性分析68-89
• 5.1 引言68
• 5.2 QTZ80型塔式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)特性測試68-74
• 5.2.1 測試儀器及方法68-70
• 5.2.2 測試結(jié)果70-72
• 5.2.3 結(jié)果分析72-74
• 5.3 QTZ80型塔式起重機(jī)計(jì)算模態(tài)分析74-86
• 5.3.1 頻率分析結(jié)果74-75
• 5.3.2 模態(tài)分析結(jié)果75-86
• 5.4 結(jié)果對比86-87
• 5.5 本章小結(jié)87-89
• 第6章 總結(jié)與展望89-92
• 6.1 總結(jié)89-90
• 6.2 展望90-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 致謝96-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與成果97-98

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：503267