塔式起重机的结构分析及优化

发布时间：2017-04-16 04:23

  本文关键词：塔式起重机的结构分析及优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塔式起重机是建筑施工项目上最重要的工程机械之一。随着我国建筑业的不断发展，为了保证施工安全，，工程项目对塔式起重机在使用安全方面要求也在不断提高。 本文通过ANSYS有限元分析软件建立了起重臂及塔身的有限元模型，并对起重臂及塔身进行了静力学分析，对起重臂进行了模态分析，最后对各部件尺寸进行了优化设计。课题的研究成果对于塔式起重机的强度、刚度校核以及结构优化方面具有指导意义。本文主要进行了如下工作： (1)利用ANSYS有限元分析软件建立塔式起重机最关键部件——起重臂和塔身的有限元模型，之后对该有限元模型在多种工况下进行了静力学分析，并对其强度、刚度进行校核。同时，静力学分析的结果也为后续的结构优化提供了参考依据。 (2)使用ANSYS对塔式起重机的起重臂结构进行模态分析，得到起重臂的固有频率以及振型，为避免结构发生共振提供参考。 (3)使用ANSYS的优化模块对塔式起重机的起重臂结构尺寸进行了优化，使得塔式起重机起重臂在满足强度、刚度要求的前提下，尽可能的减少质量，达到既满足安全要求，又减少造价的目的。
【关键词】：塔式起重机 ANSYS 静力学分析 模态分析 结构优化
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的目的及意义8-9
• 1.2 塔式起重机的国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外塔式起重机的发展现状10
• 1.2.2 国内塔式起重机的发展现状10-11
• 1.3 针对塔式起重机的有限元分析的研究现状11-12
• 1.4 塔式起重机优化方法的研究现状12
• 1.5 论文的主要研究内容12-14
• 第二章 塔式起重机所受载荷的计算14-18
• 2.1 引言14
• 2.2 塔式起重机所受载荷的计算14-17
• 2.2.1 自重载荷14
• 2.2.2 起升载荷14-15
• 2.2.3 风载荷15-17
• 2.3 本章小结17-18
• 第三章 基于 ANSYS 的塔式起重机结构有限元分析18-38
• 3.1 引言18-19
• 3.2 塔式起重机结构的有限元建模19-22
• 3.2.1 塔式起重机的基本参数19-20
• 3.2.2 塔式起重机有限元模型的单元选取20-21
• 3.2.3 建立塔式起重机的有限元模型21-22
• 3.3 塔机的静力学分析22-36
• 3.3.1 塔式起重机在多种工况下的静力学分析22-36
• 3.4 塔式起重机静力学分析结果分析36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 塔式起重机起重臂的模态分析38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 模态分析的基本理论38-42
• 4.2.1 模态分析概论38-39
• 4.2.2 无阻尼系统模态分析法39-42
• 4.2.2.1 固有频率及固有模态39
• 4.2.2.2 模态正交性、模态质量与模态刚度39-40
• 4.2.2.3 模态坐标与物理坐标40-41
• 4.2.2.4 坐标变换与模态方程41-42
• 4.3 塔式起重机起重臂的模态分析42-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 塔式起重机的结构优化设计48-56
• 5.1 机械结构优化设计概述48
• 5.2 ANSYS 中的结构优化原理及方法48-51
• 5.2.1 ANSYS 的优化原理48-50
• 5.2.2 ANSYS 的优化方法介绍50
• 5.2.3 ANSYS 优化终止准则50-51
• 5.3 塔式起重机的结构优化设计51-53
• 5.3.1 设计变量的选择51-52
• 5.3.2 目标函数的建立52
• 5.3.3 约束条件的确定52-53
• 5.4 塔式起重机结构优化的结果分析53-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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10 楚中毅,陆念力,楚兰英,车仁炜;梁杆结构稳定性分析的一种精确有限元方法及其优化[J];建筑机械;2001年09期

  本文关键词：塔式起重机的结构分析及优化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：310010