150吨平头塔式起重机整机结构分析及优化设计

发布时间：2020-04-22 22:44

【摘要】：随着建筑业机械化施工能力的提高,适合多台塔机在同一工地交叉安装使用的平头塔式起重机的优势越来越得到认可,其需求量也不断提高。技术人员对平头塔机的结构特性研究也变得越来越具有实际意义。 本文以有限元法和优化设计法为理论基础,以有限元分析软件ANSYS为平台,针对平头塔式起重机典型工况,对该塔机的强度、刚度、模态、谐振响应、屈曲稳定性进行了分析。在满足强度、刚度基础上,运用ANSYS优化模块对平头塔机结构尺寸进行优化,以实现起重机结构轻量化的目的。主要研究工作如下： (1)综合运用ANSYS实体建模和直接建模法,利用ANSYS的梁单元BEAM188简化为空间桁架结构,建立平头塔机整机有限元模型。基于参数化技术,利用ANSYS的参数化语言APDL编制了整机结构的有限元参数化命令流。选择四个典型工况,对组合载荷作用下的起重机的静强度、静刚度分别进行了分析。 (2)对塔机的模态特性和谐响应进行了分析,提取模态分析中的前8阶固有频率主振型,并对结果进行了分析,得出平头塔机的振动属于低频振动。通过谐响应分析,确定了平头塔机在简谐激励下的稳态响应和幅频曲线,从这些响应曲线可以找到谐振响应的峰值。 (3)介绍了ANSYS的结构特征值屈曲和非线性屈曲分析,并利用ANSYS对平头塔机结构进行了屈曲特征值分析,通过对平头塔机典型工况下的屈曲特征值分析,从而确定结构在何种工况下容易失稳。 (4)在最大起重力矩处承载最大载荷的工况下,对平头塔机进行优化设计,在满足强度刚度等条件下,通过优化主要构件的截面尺寸,合理减轻平头塔机的质量。
【图文】：

Table2.1Thedataofflat一toPerane窟大龙旦雪力矩最大起重量最大幅度最大幅度时额定起重量起升高度塔身高起重臂长平衡臂长平衡重150t只19m150t7Om36t6o.sm57.2in74m26.55InI20t结构塔式起重机重要组成部分，通常约占整机自重头无拉杆外包含一般塔机结构的主要部件:塔下支撑座等，此外平头塔机的塔身顶端为中心塔支撑上座，上部用于连接起重臂和平衡臂。阻幽耀井幽巡巡巡巡醚巡皿令

和非线性大应变问题。若单元划分不够细，要求划分细致，值为2(单元为铁摩辛柯梁)，两个单元的相邻节点数值相同，性过渡，运用中间节点来提高单元的精度，能够精确的表提供建模的精确性，并且利于在后处理分析中输出连续的PT(3卜2选项，若采用缺省值(单元为刚性)，将导致结构刚为:188，3，2，，4，2强大截面定义，改进了另外两维(横截面形状)可视化功能。B定义功能，在定义梁单元之前要先定义梁的截面。使用截面形状，5EcDATA定义截面尺寸数据，并可以在图的截面图形SECPLOT，以检查截面定义的正确性。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH213.3

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本文编号：2637048