塔式起重機(jī)是建筑行業(yè)中重要的施工設(shè)備,主要依靠起升、回轉(zhuǎn)和變幅機(jī)構(gòu)的運(yùn)行來完成貨物的裝卸和運(yùn)輸工作,三大機(jī)構(gòu)頻繁啟制動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷必然會(huì)引起塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的振動(dòng),而結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力會(huì)造成機(jī)械零件的疲勞破壞。本文基于Visual Studio和ANSYS軟件間的接口技術(shù),結(jié)合塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際工況,開發(fā)了一種專用的塔式起重機(jī)力學(xué)仿真系統(tǒng),并應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行了塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)仿真,得到了塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)在各工況下的最大靜應(yīng)力、最大動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)響應(yīng)的情況。主要研究內(nèi)容如下:（1）根據(jù)塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和動(dòng)力學(xué)特性,結(jié)合ANSYS和Visual Studio軟件及相關(guān)開發(fā)語言的特點(diǎn),確定了塔式起重機(jī)力學(xué)仿真系統(tǒng)的功能要求,設(shè)計(jì)了仿真系統(tǒng)的總體框架和系統(tǒng)界面,制定了系統(tǒng)開發(fā)流程,應(yīng)用APDL參數(shù)化設(shè)計(jì)語言建立了塔式起重機(jī)有限元模型,并充分利用Visual Studio與ANSYS的接口技術(shù)、用戶界面參數(shù)傳遞技術(shù)和仿真結(jié)果顯示技術(shù),建立起具有靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力和振動(dòng)特性仿真等功能的塔式起重機(jī)力學(xué)仿真系統(tǒng)。（2）應(yīng)用塔式起重機(jī)力學(xué)仿真系統(tǒng)進(jìn)行了塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)仿真,得... 

【文章來源】：山東建筑大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

塔式起重機(jī)施工現(xiàn)場

?繞涫墻峁溝畝?α?駝穸?侍�。因此�?菊露運(yùn)?狡鷸鼗???匭苑?面的相關(guān)背景和研究進(jìn)展進(jìn)行了分析，為后續(xù)的科研工作做好準(zhǔn)備。1.1課題背景近幾年來我國的現(xiàn)代工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展迅猛，塔式起重機(jī)因具有工作效率高、幅度利用率大和部件互換性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，已成為建筑行業(yè)的主要施工機(jī)械，塔式起重機(jī)施工現(xiàn)場如圖1.1所示。為了適應(yīng)現(xiàn)代建筑行業(yè)施工工藝的發(fā)展，使得塔式起重機(jī)逐漸出現(xiàn)工作重心升高、工作負(fù)載增大和穩(wěn)定性變差等特點(diǎn)，倒塌事故的頻繁發(fā)生又使其歸為事故多發(fā)的設(shè)備[1]，塔式起重機(jī)倒塌事故現(xiàn)場如圖1.2所示。塔式起重機(jī)多數(shù)是滿載情況下工作，各結(jié)構(gòu)都承受著較大的應(yīng)力，極易產(chǎn)生各種安全問題，嚴(yán)重威脅著工人的人身安全。同時(shí)，由于塔式起重機(jī)自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題而造成機(jī)械部件損壞的情況也時(shí)有發(fā)生，因此在塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)之初，就要采用正確的設(shè)計(jì)方法，全面考慮工作中可能遇到的各種狀況，從而保證起重機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。圖1.1塔式起重機(jī)施工現(xiàn)場圖1.2塔式起重機(jī)倒塌事故現(xiàn)場塔式起重機(jī)是通過起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)貨物的吊裝和運(yùn)輸工作，而三大機(jī)構(gòu)的頻繁啟制動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)載荷引起起重機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，從而使塔身和起重臂結(jié)構(gòu)承受著動(dòng)應(yīng)力的影響，嚴(yán)重影響自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。因此，塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要滿足傳統(tǒng)靜態(tài)性能要求，還必須要充分考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性影響。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和仿真技術(shù)在國內(nèi)外飛速的發(fā)展，使得ANSYS等有限元分析軟件在工業(yè)領(lǐng)域和科研界廣泛應(yīng)用起來。塔式起重機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)主要通過工程人員手工計(jì)算來完成，計(jì)算過程往往過于簡化和做等效處理而導(dǎo)致結(jié)果不夠精確，設(shè)計(jì)效率低下，耗時(shí)

山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文6第2章仿真系統(tǒng)的功能要求及開發(fā)工具在塔式起重機(jī)力學(xué)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，需要先分析塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和動(dòng)力學(xué)特性，確定整個(gè)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)期達(dá)到的功能要求和界面要求，本章分析了ANSYS軟件和VisualStudio軟件及其開發(fā)語言的特點(diǎn)，為后面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)奠定了基矗2.1塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及動(dòng)力學(xué)特性分析2.1.1塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)塔式起重機(jī)主要由工作機(jī)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)三大部分組成[28]。工作機(jī)構(gòu)包括起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等，起升機(jī)構(gòu)是使貨物完成升降運(yùn)動(dòng)；變幅機(jī)構(gòu)可通過小車改變貨物在起重臂上的位置；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能使起重臂做水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。金屬結(jié)構(gòu)是塔式起重機(jī)的骨架，包括起重臂、塔身、平衡臂以及爬梯、護(hù)欄的附件結(jié)構(gòu)，承受著整機(jī)結(jié)構(gòu)的自重和工作時(shí)的各種載荷。另外，各機(jī)構(gòu)工作動(dòng)力的提供和驅(qū)制動(dòng)裝置的控制都是通過驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)來完成的。2.1.2結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)（1）結(jié)構(gòu)參數(shù)塔身是承受著塔式起重機(jī)上部的重量和載荷重量，是由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)和基礎(chǔ)節(jié)連接組成的，它主要承受軸向力和彎矩。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)構(gòu)型式為空間桁架結(jié)構(gòu)，其主弦桿和腹桿的材料選用角鋼，通常是K字型布置方式。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間選用套柱螺栓聯(lián)接，這用聯(lián)接方式拆卸方便，可承受較大載荷，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)構(gòu)模型如圖2.1所示。圖2.1標(biāo)準(zhǔn)節(jié)結(jié)構(gòu)模型起重臂的上弦桿為圓鋼管，下弦桿為角鋼焊成的方管，它主要承受軸向力和彎矩作用。本文的起重臂結(jié)構(gòu)型式為桁架水平式，小車通過沿下弦桿的往返運(yùn)動(dòng)來調(diào)整貨物的位置，起重臂結(jié)構(gòu)模型如圖2.2所示。起重臂結(jié)構(gòu)共分為八節(jié)，其中起重臂第一節(jié)的截面是由矩形過渡到三角形，起重臂第四節(jié)的截面是由大三角形過渡到小三角形，起重臂之間選用銷

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于C#.NET的ANSYS擦窗機(jī)立柱的二次開發(fā)[J]. 丁洋,王紅,熊紅州.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2019(08)
[2]塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)有限元設(shè)計(jì)計(jì)算[J]. 邊曉偉,楊東東,張帆.  建筑機(jī)械. 2017(10)
[3]動(dòng)臂塔式起重機(jī)的動(dòng)態(tài)特性及其影響分析[J]. 崔少杰,范順成,管嘯天,張順心.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2015(02)
[4]塔式起重機(jī)的靜動(dòng)態(tài)分析[J]. 陳愛玖,張鈺,聶福全.  建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理. 2014(04)
[5]淺析塔式起重機(jī)安全評(píng)估[J]. 潘亮,張作萍.  建筑安全. 2013(08)
[6]基于C#.NET的ANSYS二次開發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用[J]. 李淇陽,彭龑.  石油化工設(shè)備. 2013(01)
[7]基于Ansys的塔式起重機(jī)振動(dòng)模態(tài)分析[J]. 沈榮勝,王勝春,王積永.  起重運(yùn)輸機(jī)械. 2011(09)
[8]某塔式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析[J]. 雷經(jīng)發(fā),陳雪輝,雷聲,劉琦.  湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]塔式起重機(jī)起升動(dòng)載激勵(lì)下的瞬態(tài)響應(yīng)分析[J]. 沈榮勝,王勝春,張青.  建筑機(jī)械化. 2011(08)
[10]塔機(jī)型式試驗(yàn)中結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試方法研究[J]. 王娟,陳紅軍,劉大寶,肖學(xué)全,李偉杰.  中國特種設(shè)備安全. 2009(05)

博士論文
[1]動(dòng)臂塔式起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 崔少杰.河北工業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于ANSYS的平頭塔式起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析[D]. 韓松君.山東建筑大學(xué) 2019
[2]平頭塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究與分析[D]. 張恩.山東建筑大學(xué) 2019
[3]基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 賈召喜.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]QTZ63自升式塔式起重機(jī)起重臂結(jié)構(gòu)分析[D]. 王震.長安大學(xué) 2014
[5]林業(yè)起重機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析與軟件開發(fā)[D]. 付宜進(jìn).燕山大學(xué) 2014
[6]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[D]. 李俊斐.湘潭大學(xué) 2014
[7]QTZ40型塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)及其性能分析[D]. 賈園園.江蘇科技大學(xué) 2013
[8]FZQ2580型動(dòng)臂式塔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算分析[D]. 王班.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]基于ANSYS的塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析與試驗(yàn)研究[D]. 馬俊.華南理工大學(xué) 2009
[10]塔式起重機(jī)整機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真研究[D]. 席瑞萍.太原科技大學(xué) 2009



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