發(fā)布時(shí)間：2020-07-16 06:42

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展,塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越大型化,負(fù)載和運(yùn)轉(zhuǎn)速度不斷提高,機(jī)械振動(dòng)的動(dòng)載荷增大。對(duì)塔式起重機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)將具有理論意義和經(jīng)濟(jì)上的巨大效益。目前,對(duì)于大型桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要以單目標(biāo)為主,多目標(biāo)較少。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,起重機(jī)由單目標(biāo)設(shè)計(jì)向多目標(biāo)設(shè)計(jì)發(fā)展是一種必然趨勢(shì)。 本文基于有限元分析理論和起重機(jī)力學(xué)理論,以有限元分析軟件ANSYS為平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)起重臂的靜力分析和模態(tài)分析,得到的分析數(shù)據(jù)和結(jié)論對(duì)塔式起重機(jī)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有效的手段,論文主要內(nèi)容包括： 1.對(duì)起重臂建立力學(xué)模型,分析各工況下的受力情況。運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS,對(duì)TC5013型塔式起重機(jī)起重臂進(jìn)行了建模。為了解決大型桁架結(jié)構(gòu)導(dǎo)入ANSYS運(yùn)行緩慢,本文作者采用了簡(jiǎn)化建模,然后對(duì)各臂架單元分配截面形狀的方式。并對(duì)起重臂進(jìn)行了靜剛度校核,根據(jù)得到了應(yīng)力變形情況看是否滿足設(shè)計(jì)要求。 2.根據(jù)起重機(jī)動(dòng)力學(xué)理論,對(duì)起重臂進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。并利用ANSYS進(jìn)行了模態(tài)分析,得到了前五階的模態(tài)固有頻率。根據(jù)臂架振型的變化圖選擇對(duì)結(jié)構(gòu)影響最大的固有頻率作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。 3.對(duì)起重臂建立了多目標(biāo)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用目標(biāo)分層法對(duì)模型進(jìn)行了求解。經(jīng)過(guò)兩次尋優(yōu),確定起重臂結(jié)構(gòu)最優(yōu)解。在滿足模型約束的條件下,得出優(yōu)化結(jié)果比優(yōu)化前的質(zhì)量減輕了9%的結(jié)論。 總之,塔式起重機(jī)起重臂多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),是將先進(jìn)的設(shè)計(jì)、分析應(yīng)用于塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)中,為設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、可靠、穩(wěn)定和高性能的塔式起重機(jī)提供有力的工具和實(shí)現(xiàn)方法。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH213.3
【圖文】：

3.2析架水平式臂架的計(jì)算雙吊點(diǎn)吊臂一般對(duì)四個(gè)截面位置進(jìn)行計(jì)算，如圖3.2所示:①吊臂根部截面;②從吊臂根部到第一個(gè)吊點(diǎn)之間的跨中截面;③第一個(gè)吊點(diǎn)到第二個(gè)吊點(diǎn)之間的跨中截面;④吊臂的第二個(gè)吊點(diǎn)截面。采用的計(jì)算工況為:在最大幅度起吊額定載荷;在最小幅度起吊額定載荷;在內(nèi)跨中位置起吊額定載荷;在外跨中位置起吊額定載荷。\\百八}巨O，/\}BO。圖3.2起重臂計(jì)算簡(jiǎn)圖 Fig.3.2SimPlifiedmodelofhoistboomforealeulation在起升平面內(nèi)，雙吊點(diǎn)吊臂為一次超靜定結(jié)構(gòu)。將做支承用的內(nèi)拉桿切斷(即如圖所示的拉桿BF)，然后代之以多余約束力戈，得到靜定組合結(jié)構(gòu)，然后用力法方程來(lái)求解。在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，吊臂可視為懸臂梁。分別計(jì)算出這四個(gè)截面上的軸向力和彎矩，然后進(jìn)行臂架的整體穩(wěn)定性計(jì)算[4，‘7，46]。

即得到所有載荷共同作用產(chǎn)生的總內(nèi)力。首先計(jì)算臂架自重引起的內(nèi)力。根據(jù)疊加原理可知，如圖所示吊臂B點(diǎn)的豎向位移，應(yīng)該等于由臂架自重載荷q單獨(dú)引起的B點(diǎn)位移△Bq(圖3.3)和由未知力XI單獨(dú)作用引起的B點(diǎn)豎向位移△引(圖3.4)之和。即:△，=△匆+△。， (3.13)，， ....， ， {....， ， \\\\\\沐沐飛

根據(jù)疊加原理可知，如圖所示吊臂B點(diǎn)的豎向位移，應(yīng)該等于由臂架自重載荷q單獨(dú)引起的B點(diǎn)位移△Bq(圖3.3)和由未知力XI單獨(dú)作用引起的B點(diǎn)豎向位移△引(圖3.4)之和。即:△，=△匆+△。， (3.13)，， ....， ， {....， ， \\\\\\沐沐飛

【參考文獻(xiàn)】

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1 董桂西,王藏柱;結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及展望[J];電力情報(bào);2000年01期

2 楊陽(yáng),秦大同,楊濤;塔機(jī)雙吊點(diǎn)水平起重臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J];工程機(jī)械;2003年06期

3 陳曉霞,祝芳浩,葉旭楨,胡建琴;塔機(jī)有限元分析結(jié)構(gòu)模型圖的參數(shù)化生成[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年03期

4 ;NONCONFORMING FINITE ELEMENT PENALTY METHOD FOR STOKES EQUATION[J];Applied Mathematics:A Journal of Chinese Universities;1998年01期

5 張秀利,梁迎春,袁愛(ài)華,董申;機(jī)械結(jié)構(gòu)的多目標(biāo)模糊優(yōu)化方法[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1999年05期

6 曲秀全,陸念力,孟曉平;塔機(jī)吊臂拉桿的多目標(biāo)模糊優(yōu)化[J];機(jī)械傳動(dòng);2004年03期

7 陸萍,秦惠芳,欒芝云;基于有限元法的風(fēng)力機(jī)塔架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年09期

8 李守林;我國(guó)塔式起重機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];建筑機(jī)械化;2000年06期

9 張明勤,張瑞軍,董明曉,沙麗云;塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)體系動(dòng)態(tài)分析計(jì)算工況的選擇[J];建筑機(jī)械化;2002年05期

10 鄭海斌,張大可;塔式起重機(jī)起重臂有限元模態(tài)及動(dòng)態(tài)分析[J];建筑機(jī)械化;2004年05期

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1 徐新輝;基于ANSYS分析的龍門(mén)起重機(jī)箱型主梁優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2005年

2 朱惠華;TC2400型塔帶機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析[D];武漢大學(xué);2005年

3 謝淮寧;鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];河海大學(xué);2006年

4 程麗珠;橋式起重機(jī)主梁結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2757669