平头塔式起重机结构动态特性分析
发布时间：2023-11-14 19:14
平头塔式起重机近年来在国内外已有着广泛的发展,而平头塔式起重机的设计多以传统类比方法和静态性能计算为主,导致一些平头塔式起重机存在结构自重大、动态性能差等问题的产生,从而影响平头塔式起重机的装卸效率以及操作者的生理健康。经研究对平头塔式起重机结构影响最大的动态特性参数通常是其动刚性,动刚性通常以其固有频率来衡量。 通常机械系统的力学特性包括静态特性和动态特性两方面。本文旨在研究平头塔式起重机动态性能,运用大型有限元通用程序ANSYS建立平头塔式起重机参数化模型,并在有限元模型基础上对平头塔式起重机进行动态优化分析。文中通过静态分析获得结构的静强度和静刚度,验证了平头塔式起重机有限元模型合理性：通过模态分析确定平头塔式起重机结构前12阶固有频率分析得出影响平头塔式起重机动态性能的振动属于低频振动；通过谐响应分析得出平头塔式起重机结构对各阶固有频率的响应情况,确定对平头塔式起重机结构影响最大的是第二阶固有频率；通过货物离地起升工况的瞬态动力学分析,获取平头塔式起重机结构对动载荷的瞬态动力响应,并提取分析工况中的应力云图。此外还通过MATLAB对变幅小车运行机构起动时吊重摆角的情况进行了仿真...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 平头塔式起重机概况
1.1.1 平头塔机的特点
1.1.2 平头塔机的发展前景
1.2 课题研究背景及研究意义
1.3 课题研究方法及研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 平头塔式起重机结构有限元静力分析
2.1 有限元法的基本理论
2.1.1 有限元法的基本思想
2.1.2 有限元法分析步骤
2.2 有限元分析软件ANSYS介绍
2.2.1 ANSYS的特点
2.2.2 参数化设计语言(APDL)
2.3 平头塔机的主要参数及作业工况
2.3.1 某平头塔机性能参数
2.3.2 某型平头塔机的作业工况
2.4 平头塔机的有限元模型的建立
2.4.1 建模方案分析及结构简化原则
2.4.2 单元选择
2.4.3 定义材料及其属性
2.4.4 载荷的处理
2.4.5 边界条件的处理
2.4.6 平头塔机结构有限元模型静态计算
2.5 有限元计算结果分析
2.5.1 强度分析
2.5.2 静刚度分析
2.6 塔身稳定性校核
2.7 本章小结
第3章 平头塔式起重机结构动态性能分析
3.1 平头塔机模态分析
3.1.1 平头塔机模态分析概述
3.1.2 模态分析理论基础
3.1.3 模态提取方法
3.1.4 平头塔机固有频率
3.1.5 平头塔机模态振型
3.1.6 共振问题分析
3.1.7 平头塔机模态结果分析
3.2 平头塔机结构谐响应分析
3.2.1 谐响应分析概述
3.2.2 谐响应分析方法
3.2.3 平头塔机谐响应分析
3.3 平头塔机瞬态动力学分析
3.3.1 瞬态动力学分析理论
3.3.2 瞬态动力学求解方法
3.3.3 瞬态分析中阻尼的选取
3.3.4 平头塔机瞬态起升动力分析
3.3.5 吊重离地起升阶段瞬态力的确定
3.3.6 瞬态起升工况计算结果分析
3.4 平头塔机变幅机构起动时吊重最大摆角仿真
3.4.1 建立小车变幅机构的动力学模型
3.4.2 小车变幅机构起动时吊重最大摆角仿真
3.4.3 仿真结果分析
3.5 本章小结
第4章 平头塔机结构系统动态优化设计
4.1 动态优化设计介绍
4.2 平头塔机结构系统灵敏度分析
4.2.1 灵敏度分析
4.2.2 平头塔机结构系统灵敏度分析
4.3 塔机结构系统动态优化设计的数学模型
4.3.1 设计变量的选取
4.3.2 目标函数的确立
4.3.3 状态变量的确定
4.4 平头塔机结构动态优化设计的ANSYS求解
4.4.1 优化设计方法的选择
4.4.2 优化数据流向示意图
4.4.3 优化设计的一般步骤
4.5 平头塔机结构动态优化设计结果分析
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 研究展望
参考文献
致谢
本文编号：3864043
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 平头塔式起重机概况
1.1.1 平头塔机的特点
1.1.2 平头塔机的发展前景
1.2 课题研究背景及研究意义
1.3 课题研究方法及研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 平头塔式起重机结构有限元静力分析
2.1 有限元法的基本理论
2.1.1 有限元法的基本思想
2.1.2 有限元法分析步骤
2.2 有限元分析软件ANSYS介绍
2.2.1 ANSYS的特点
2.2.2 参数化设计语言(APDL)
2.3 平头塔机的主要参数及作业工况
2.3.1 某平头塔机性能参数
2.3.2 某型平头塔机的作业工况
2.4 平头塔机的有限元模型的建立
2.4.1 建模方案分析及结构简化原则
2.4.2 单元选择
2.4.3 定义材料及其属性
2.4.4 载荷的处理
2.4.5 边界条件的处理
2.4.6 平头塔机结构有限元模型静态计算
2.5 有限元计算结果分析
2.5.1 强度分析
2.5.2 静刚度分析
2.6 塔身稳定性校核
2.7 本章小结
第3章 平头塔式起重机结构动态性能分析
3.1 平头塔机模态分析
3.1.1 平头塔机模态分析概述
3.1.2 模态分析理论基础
3.1.3 模态提取方法
3.1.4 平头塔机固有频率
3.1.5 平头塔机模态振型
3.1.6 共振问题分析
3.1.7 平头塔机模态结果分析
3.2 平头塔机结构谐响应分析
3.2.1 谐响应分析概述
3.2.2 谐响应分析方法
3.2.3 平头塔机谐响应分析
3.3 平头塔机瞬态动力学分析
3.3.1 瞬态动力学分析理论
3.3.2 瞬态动力学求解方法
3.3.3 瞬态分析中阻尼的选取
3.3.4 平头塔机瞬态起升动力分析
3.3.5 吊重离地起升阶段瞬态力的确定
3.3.6 瞬态起升工况计算结果分析
3.4 平头塔机变幅机构起动时吊重最大摆角仿真
3.4.1 建立小车变幅机构的动力学模型
3.4.2 小车变幅机构起动时吊重最大摆角仿真
3.4.3 仿真结果分析
3.5 本章小结
第4章 平头塔机结构系统动态优化设计
4.1 动态优化设计介绍
4.2 平头塔机结构系统灵敏度分析
4.2.1 灵敏度分析
4.2.2 平头塔机结构系统灵敏度分析
4.3 塔机结构系统动态优化设计的数学模型
4.3.1 设计变量的选取
4.3.2 目标函数的确立
4.3.3 状态变量的确定
4.4 平头塔机结构动态优化设计的ANSYS求解
4.4.1 优化设计方法的选择
4.4.2 优化数据流向示意图
4.4.3 优化设计的一般步骤
4.5 平头塔机结构动态优化设计结果分析
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 研究展望
参考文献
致谢
本文编号：3864043
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