SQ5型船用起重机吊臂有限元分析

发布时间：2017-04-14 11:01

  本文关键词：SQ5型船用起重机吊臂有限元分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：船用起重机作为船舶自装卸设备，近年来其应用越来越广泛，而作为船用起重机最重要部件之一的吊臂也被普遍关注，一些大中型船用起重机吊臂的理论力学分析、有限元分析以及优化设计技术等已较成熟，这些技术在工程实践中的应用大大提高了吊臂工作的安全可靠性，降低了设计的经济成本。 本文在充分调研国内外船用起重机吊臂研究的基础上，充分了解船用起重机吊臂设计与应用的特点及发展趋势，提出了吊臂结构设计的总体方案，并对吊臂的工作原理进行了分析，在此基础上提出了吊臂的静力学模型，详细分析了吊臂在工作时的受力情况，，并充分考虑了船舶摇摆所带来的影响。通过Pro/E三维软件建立了船用起重机吊臂的三维实体模型，并利用有限元分析软件AnsysWorkbench12对船用起重机吊臂在在船舶上工作时各个复杂工况进行了有限元静力学分析，得出吊臂的最大应力、应变的数值及危险位置，证明了吊臂设计在强度和刚度方面的合理性。还利用Ansys Workbench12对吊臂进行了动力学模态分析，得出吊臂的固有频率及振型，通过与吊臂工作时各部件的工作频率相比较，证明了吊臂没有发生共振的危险。最后通过吊臂的应力应变试验，将试验结果与有限元分析软件计算的结果进行比较，得出有限元分析软件计算结果的准确性与可信性，证明力学模型的建立及有限元静力学分析是正确的。 本文设计的船用起重机吊臂是定制产品，属于非标设计，因此在吊臂强度与刚度设计方面都有较大的裕量，这能保证在客户因实际需要而起吊比额定起重量稍大的重物时仍能安全有效的工作。目前该起重机已制作完成处于正常工作状态。本文对船用起重机吊臂的结构设计及有限元分析，对订单式非标设计提供了理论基础及研究方法。
【关键词】：船用起重机 吊臂 有限元分析 模态分析
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究目的及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国内研究现状10-12
• 1.2.2 国外研究现状12-13
• 1.3 船用起重机类型13-15
• 1.4 主要工作内容15-16
• 第2章 吊臂结构设计与静力学分析16-25
• 2.1 吊臂结构设计16-20
• 2.1.1 吊臂结构形式的选择16-17
• 2.1.2 吊臂截面形式的选择17-18
• 2.1.3 吊臂材料的选择18
• 2.1.4 吊臂的结构设计18-20
• 2.2 吊臂的静力学分析20-24
• 2.2.1 吊臂的工作原理20
• 2.2.2 吊臂的受力分析20-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 吊臂有限元静力分析25-38
• 3.1 吊臂有限元模型的建立25-27
• 3.1.1 吊臂三维模型的建立25-27
• 3.1.2 几何模型的导入27
• 3.2 网格划分27-28
• 3.3 载荷约束的施加28-29
• 3.3.1 载荷施加28
• 3.3.2 约束施加28-29
• 3.4 各工况有限元分析29-37
• 3.4.1 基本臂工况有限元分析29-32
• 3.4.2 起重力矩工况有限元分析32-34
• 3.4.3 全伸臂工况有限元分析34-37
• 3.5 结论37
• 3.6 本章小结37-38
• 第4章 吊臂结构的模态分析38-45
• 4.1 模态分析概述38-39
• 4.2 模态的提取方法39
• 4.3 起重机吊臂的模态分析在 ANSYS 中的实现39-43
• 4.4 工作频率计算43-44
• 4.5 计算结果分析44
• 4.6 本章小结44-45
• 第5章 吊臂试验研究45-52
• 5.1 试验目的45
• 5.2 吊臂试验基本流程45
• 5.3 试验设备与仪器45-46
• 5.4 吊臂的试验原理及准备46-49
• 5.4.1 试验数据采集及应力测试点选取46-47
• 5.4.2 应变片的转换原理47-48
• 5.4.3 应变片粘贴方法及注意事项48
• 5.4.4 试验测试工况选择48
• 5.4.5 试验测试方法及数据记录48-49
• 5.5 数据处理及有限元结果验证49-51
• 5.6 本章小结51-52
• 结论52-53
• 参考文献53-56
• 攻读硕士期间发表的论文56-57
• 致谢57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：305829