快架塔折臂过程动态仿真与结构分析

发布时间：2017-03-20 13:09

  本文关键词：快架塔折臂过程动态仿真与结构分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着新农村建设的火热进行,尤其是传统民居、古城镇等保护性建筑文物修缮工作的开展,急需一种结构更轻巧,能够更好适应狭小空间作业的起重设备,QTK16快架塔就是在此背景下设计的一款新型的折叠式快架塔机。起重臂是快架塔整机的重要组成部分,其动态性能的好坏直接影响到整个塔机的性能,结构设计的是否合理直接影响到整机的安全性,因此,对其进行动态仿真和结构有限元分析,具有很大的实际应用价值。本文以QTK16快架塔的起重臂为研究对象,利用计算机虚拟仿真技术,对起重臂的折叠过程进行了运动学、动力学仿真以及有限元分析,并对仿真结果进行了理论验证。鉴于QTK16快架塔结构的复杂性,本文利用Pro/E和ADAMS软件联合对快架塔建立了虚拟样机模型。详细介绍了Pro/E建立实体模型和ADAMS建立钢丝绳模型的具体过程,并对两个软件的数据交换进行了阐述。结合塔机折叠的工作原理,为模型添加了约束和载荷。依据顶升油缸和展臂机构的技术参数,通过详细的理论计算,为模型建立了驱动函数。对建好的虚拟样机模型进行仿真,得出了运动学和动力学的仿真结果,并对仿真结果进行了详细的分析。对起重臂整体和局部进行受力分析,利用传统理论力学知识对起重臂的受力进行理论计算,并把计算结果与仿真结果进行了对比,验证了仿真结果的正确性。详细地介绍了起重臂折叠过程中三个典型位置有限元模型的建立过程,包括几何模型的处理、单元类型的选择、材料属性和网格的划分、添加边界条件与载荷等。对建好的模型进行有限元分析,得出了仿真结果并进行分析。分析起重臂的结构和受力,依据材料力学知识对起重臂的整体位移进行理论计算,并把计算结果与仿真结果进行了对比,验证了仿真结果的正确性。本文通过对起重臂进行动力学和有限元仿真,得到完整可靠的仿真数据,为快架塔起重臂的设计和优化提供了重要的理论依据。
【关键词】：快架塔 起重臂 动态仿真 有限元分析 钢丝绳模型 理论验证
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 快架塔的发展现状10-11
• 1.2.1 国内快架塔的发展现状10-11
• 1.2.2 国外快架塔的发展现状11
• 1.3 论文研究的主要内容11-13
• 第二章 快架塔概述及样机介绍13-19
• 2.1 快架塔概述13-14
• 2.2 快架塔的结构组成14-16
• 2.3 快架塔折臂的工作原理16-17
• 2.4 快架塔的主要技术参数17-18
• 2.5 本章小结18-19
• 第三章 快架塔仿真模型的建立19-37
• 3.1 ADAMS软件简介19
• 3.2 快架塔实体模型的建立19-25
• 3.2.1 三维实体建模的过程19-24
• 3.2.2 实体模型的导入24-25
• 3.3 钢丝绳的建模技术25-28
• 3.3.1 传统钢丝绳建模方法探讨25-26
• 3.3.2 快架塔钢丝绳建模方法的选择26-27
• 3.3.3 快架塔钢丝绳模型的建立27-28
• 3.4 约束副、驱动和载荷的添加28-36
• 3.4.1 约束副的添加28-29
• 3.4.2 驱动和载荷的施加29-30
• 3.4.3 实际工况驱动函数的建立30-36
• 3.5 整体模型的检验36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 起重臂折叠的运动学和动力学仿真结果与分析37-57
• 4.1 起重臂折叠的运动学仿真结果与分析37-42
• 4.1.1 内塔身运动的速度、位移分析37-38
• 4.1.2 一节臂运动的角速度、线速度的分析38-39
• 4.1.3 尾部撑架和顶部撑架运动的角速度、线速度的分析39-40
• 4.1.4 二节臂运动的角速度、线速度的分析40-41
• 4.1.5 三节臂运动的角速度、线速度的分析41-42
• 4.2 起重臂折叠的动力学仿真结果与分析42-46
• 4.2.1 尾部拉索的受力分析42-43
• 4.2.2 一节臂拉索的受力分析43
• 4.2.3 展臂钢丝绳的受力分析43-44
• 4.2.4 内塔身和一节臂绞点处的受力分析44-45
• 4.2.5 一节臂和二节臂绞点处的受力分析45
• 4.2.6 尾部撑架和一节臂绞点处的受力分析45-46
• 4.3 动力学仿真结果的理论验证46-55
• 4.3.1 起始位置的受力计算46-53
• 4.3.2 折臂位置的受力计算53-54
• 4.3.3 理论计算与仿真结果的比较54-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第五章 快架塔起重臂的有限元分析57-73
• 5.1 有限元软件简介57
• 5.2 起重臂有限元模型的建立57-63
• 5.2.1 几何模型处理57-59
• 5.2.2 单元类型的选择59
• 5.2.3 材料属性与网格划分59-62
• 5.2.4 边界条件与载荷62-63
• 5.3 仿真结果与分析63-67
• 5.3.1 结构的刚度和强度校核63-65
• 5.3.2 起重臂结构的有限元分析65-67
• 5.4 仿真结果的理论验证67-72
• 5.5 本章小结72-73
• 结论与展望73-75
• 结论73
• 展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-81
• 致谢81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 康光;介绍一种塔机起重臂工装[J];建筑机械;1998年09期

2 李海虹,陈永会,李志谭,陈志恢;利用有限元法进行塔机起重臂的动态分析[J];太原重型机械学院学报;2003年02期

3 王赞芝,王国安;塔机起重臂弯折事故分析[J];建筑机械;2004年12期

4 徐金海;塔机起重臂连接销挡板安全隐患的消除方法[J];建筑机械化;2005年08期

5 宋永兴;王军龙;;塔机起重臂连接处的设计改进和预防措施[J];科技资讯;2008年26期

6 徐艳华;王乔;王明月;段红莉;;塔机起重臂参数化有限元分析方法的研究[J];建筑机械化;2011年09期

7 周平;;两次松放法拆除塔机起重臂[J];建筑机械;2013年07期

8 周平;;两次松放法拆除塔机起重臂[J];建设机械技术与管理;2013年03期

9 陈恺;;4M~3电铲起重臂开裂原因分析及改造修复[J];酒钢科技;2013年02期

10 张树林;无斜杆起重臂的计算[J];起重运输机械;1978年03期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 刘木南;;浅谈起重臂的设计制造技术[A];中国工程机械学会2003年年会论文集[C];2003年

2 成国华;王明;;浅析一起塔机倒塌事故的成因[A];施工机械化新技术交流会论文集（第六辑）[C];2005年

3 吴润年;纪扣宝;李裴;;利用建筑物高空拆除严重倾倒塔机[A];施工机械化新技术交流会论文集（第六辑）[C];2005年

4 李志国;陈浩;何劝云;牛雅静;鲍会丽;;基于ANSYS的QTK25快架塔起重臂有限元分析[A];施工机械化新技术交流会论文集——建筑机械化2011增刊[C];2011年

5 周建国;李淑君;许新平;;在狭窄建筑现场拆除塔机实例介绍[A];施工机械化新技术交流会论文集（第六辑）[C];2005年

6 舒元来;;凌江名庭内爬式塔吊拆除方案[A];中国设备工程专家代表会议论文集[C];2007年

7 季才桦;陈荣;;明珠广场利用桅杆吊拆卸内爬式塔机[A];施工机械化新技术交流会论文集（第九辑）[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 蔡旭红邋刘宁;升立推出新型平头式塔机[N];建筑时报;2008年

2 博乐市建明建筑安装工程有限责任公司 孙清才;塔机安装中应注意的几个问题[N];博尔塔拉报;2007年

3 河北省一建公司机运分公司 蒋新占;塔机拆迁中应注意的几个问题[N];中华建筑报;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 田春伟;快架塔折臂过程动态仿真与结构分析[D];长安大学;2015年

2 王兴路;焊接结构件疲劳分析方法及在塔机起重臂上的应用研究[D];西安建筑科技大学;2013年

3 冯强;基于平头塔式起重机起重臂动态性能的多目标优化[D];西南交通大学;2008年

4 李甲;350t自航起重臂建造工艺与设计优化研究[D];上海交通大学;2013年

5 宋忠良;塔式起重机倒三角形起重臂受力状态研究[D];沈阳建筑大学;2013年

6 沙大亮;基于离散变量的平头塔式起重机起重臂优化设计[D];重庆大学;2009年

7 刘毅;平头塔式起重机起重臂结构强度计算的研究[D];吉林大学;2014年

8 王腾飞;具有多点柔性支撑结构的起重臂平面外稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

9 孙环;塔式起重机起重臂疲劳裂纹扩展及寿命研究[D];西安建筑科技大学;2014年

10 蒋太波;QY-8型随车吊起重臂的优化设计与有限元分析[D];华中科技大学;2013年

  本文关键词：快架塔折臂过程动态仿真与结构分析，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257843