大跨度门式起重机结构有限元分析与改进

发布时间：2017-04-24 04:10

  本文关键词：大跨度门式起重机结构有限元分析与改进，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国起重运输机械制造业经过半个世纪的发展，已具有一定的规模和水平，形成了较为完整的科研、生产体系，已能为国内各部门提供各种相应的产品，独立为国家重点工程提供所需的大型成套设备。但是，与世界先进水平比较，无论在产品的品种、数量方面，还是机械的性能、质量等方面都存在着一定的差距。当前，进入全球化国际竞争市场，我国的起重机制造业面临着机遇与挑战并存的新形势。因此起重机的不断发展和创新是关键。 本论文以某大跨度双梁门式起重机为原型，，参照岸边集装箱起重机和斜拉桥的结构形式，对该双梁门式起重机采用加斜拉杆。首先，使用有限元分析软件ANSYS建立该双梁门式起重机模型。然后，充分考虑局部载荷的处理方式，将载荷分散避免出现加载处的集中应力，采用简支的方式进行约束，避免多余的约束，对铰接处采用自由度耦合的方式进行模拟。最后，对改进前后的双梁门式起重机进行结构静强度，刚度及模态分析，对比改进前后的计算结果并做出总结。研究结果表明：斜拉杆对大跨度门式起重机受力状况改善效果显著，加斜拉杆后结构应力分布较为均匀且均满足设计手册要求。改进方式较为合理，能充分节约材料降低成本。改进后结构自振频率满足手册要求。 本论文与现场生产实际直接联系，研究结果可直接反馈到生产实际当中，检验现有产品设计的合理性。本文的研究对我国大跨度门式起重机金属结构的设计有一定的指导意义，另外，有限元计算过程比传统的公式计算过程周期短、结果全面，理解和掌握新的设计方法对今后的工作和学习都具有深远的意义。
【关键词】：局部载荷 自由度耦合 有限元分析软件 岸边集装箱起重机 斜拉杆 结构静力学分析 模态分析
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外起重机发展方向及比较10-11
• 1.2.1 国内起重机发展方向10
• 1.2.2 国外起重机发展方向10-11
• 1.2.3 国外起重机现状的比较11
• 1.3 起重机的分类11-12
• 1.3.1 桥架型起重机11-12
• 1.3.2 臂架型起重机12
• 1.4 门式起重机12-13
• 1.4.1 门式起重机的分类12
• 1.4.2 门式起重机的结构型式12-13
• 1.5 论文研究内容13-15
• 第2章 建立门式起重机有限元模型15-23
• 2.1 有限元分析法基本理论15-16
• 2.2 有限元软件 ANSYS 简介16-19
• 2.2.1 ANSYS 软件的功能16-17
• 2.2.2 ANSYS 软件的建模17-18
• 2.2.3 ANSYS 软件的网格划分18
• 2.2.4 ANSYS 软件的自由度耦合18-19
• 2.3 门式起重机主要性能参数19-21
• 2.3.1 模型的组成单元19-20
• 2.3.2 模型的单元特性20-21
• 2.3.3 模型的材料21
• 2.4 门式起重机建模21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 改进前门式起重机结构静力学分析23-35
• 3.1 门式起重机结构系统的静力学分析23-25
• 3.1.1 静力学分析理论23
• 3.1.2 门式起重机静力学分析中的计算载荷23-24
• 3.1.3 门式起重机静力学分析相关研究论文24-25
• 3.2 门式起重机支腿的约束方式25-26
• 3.3 门式起重机的载荷的处理方式26-27
• 3.4 双梁门式起重机结构有限元分析27-33
• 3.4.1 刚度计算28-29
• 3.4.2 强度计算29-32
• 3.4.3 门架有限元计算结果32-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第4章 门式起重机结构改进及有限元分析35-47
• 4.1 岸边集装箱起重机简介35-36
• 4.2 斜拉桥简介36-37
• 4.3 相关论文研究37-38
• 4.3.1 岸桥相关论文研究37-38
• 4.3.2 斜拉桥相关论文研究38
• 4.4 对门式起重机加斜拉杆38-39
• 4.5 加斜拉杆后门式起重机结构有限元分析39-45
• 4.5.1 刚度计算39-41
• 4.5.2 强度计算41-45
• 4.5.3 土壤的组成45
• 4.6 本章小结45-47
• 第5章 结构模态分析47-57
• 5.1 模态分析理论47-49
• 5.1.1 模态分析基本原理47-48
• 5.1.2 ANSYS 中模态提取的方法48-49
• 5.2 模态分析基本步骤49-50
• 5.2.1 建立有限元模型49
• 5.2.2 选择分析类型49-50
• 5.2.3 加载与求解50
• 5.2.4 模态扩展和结果观察50
• 5.3 门式起重机结构模态分析50-55
• 5.3.1 改进后门式起重机模态分析51-54
• 5.3.2 饱和度和振动沉桩效率的关系54-55
• 5.4 改进后模态分析结果讨论55-57
• 结论57-59
• 参考文献59-63
• 个人简历63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 张彬彬;斜拉桥结构受力性能检测及安全评价技术研究[D];北京工业大学;2012年

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本文编号：323554