桥式起重机动刚度的人体工效影响研究

发布时间：2020-10-01 18:17

　　由于桥式起重机工况复杂,主梁跨度大的特点,桥架容易受到冲击并产生振动,对结构动刚度与驾驶人员的舒适感有很大影响。以往对主梁动刚度的研究只注重结构安全性,没有考虑人体舒适性。针对以上原因,本文运用人体工效学、动力学知识以及有限元法知识对桥式起重机进行了以下几个方面研究:首先,本文对桥式起重机在ANSYS软件中进行建模,对有限元分析软件的静力分析模块理论与步骤做研究,验证传统计算方法的可靠性;对桥机工作过程中最恶劣工况做分析。将六种静态刚度许用等级下的桥式起重机主梁进行不同的加载分析,得到主梁六种静态刚度许用等级下计算位置跨端、1/4跨、1/2跨时的静态刚度、动态刚度值,分析得到桥架主梁动刚度的影响因素以及影响因素变化时动刚度的变化趋势。其次,通过有限元分析软件所得出的桥式起重机桥架主梁跨端位置、1/4跨、1/2跨位置动刚度计算值,运用人体工效学内容对站姿以及坐姿人体所产生的不良影响做分析;指出驾驶室工作座椅需要进行振动衰减的频段。最后,将桥机的起升运行阶段作划分,把系统简化成二质量二自由度振动模型,分析设立起升机构在预张紧阶段的运动学微分方程。运用有限元分析软件分析预张紧阶段时间。将六种静态刚度许用等级的桥式起重机司机室处于主梁1/2跨的位置,突然起重工况下的加速度峰值作分析,研究加速度峰值的变化趋势。
【学位单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH215
【部分图文】：

原理图,结构动态设计,原理图

图 1.1 结构动态设计原理图Fig.1.1 Schematic diagram of structural dynamic design化设计我国的桥机设计主要还是靠传统的设计方法，主要是凭着设计者的选择装备结构的若干方案，再通过计算及后期校核来确定最优方案的桥机一般都会令安全系数过大，钢材会有浪费现象。另一个主要，工作人员需要进行大量计算，还需要在有限时间内对各种方案进以选出最优方案。所以这种方法太依赖设计者水平和经验，即使优做出满意设计。在较早期时候，研究人员在做重型结构设计时先设对方案作出分析，验算其能否满足要求。在 60 年代中期之后，研优化手段，大量使用计算机软件，在多个“可用解”中找出最优解[设计的思想和方法仍在设计理论及方法中都有着重要作用。内外对桥式起重机的发展趋势都是偏轻量化发展，所以为了能够顺断提高设计桥机的技术含量，充分减轻桥机自重。在技术水平的不

人体工效学

识研究人—环境的关系，人与机器相互影响的学科。在研究识，后续的各种知识逐渐应用于这门学科中。人体工效学由人体测量学、生物力学、劳动生理学、环境生理学、工程心通过人体工效学的研究，探索人类自身的工作效率的极致，。对人体工效学展开研究的国家，随之美国为学科做了奠基性始至今，通过多国 17 次国际性会议，商讨了学科发展趋势我国近年来科学技术发展迅速，对外开放程度不断加大，人民经济发展中的重要性。该学科已经不断的研究应用与工业域，逐渐成为了国内科坛的一门引人注目的边缘学科[21]。研究内容的研究主要是两方面内容：理论及应用，重点在应用上。学，但是根本研究方向是探索并揭示人、机与外界环境之间的最大化，性能最优化。研究内容可以通过饼状图 2.1 做说明

桥式起重机,司机室,悬挂式

设计中，安全防护装备是机械非常关键的一个式起重机中应用很多，本文中考虑振动环境的影响。度的振动系统，在频率是 4~8Hz 时，人体对振动能量最大的，被称为第一共振峰。这一共振区域对胸腔以率值处于 10~12Hz 时，进入第二共振峰。在这一共振的影响仅次于第一共振峰。20~25Hz 中出现的是第三振峰[23]。作人的振动特性室是通过悬挂的方式固定在主梁的下端（图 2.2），主情况。振动主要有两类，分为正弦振动和随机振动，桥式起重机振动属于正弦振动。振动也可分为全身振身的机械振动，通过身体与支撑面相接触区域传递；振动。在司机室中，仅涉及到全身振动。通常情况下，操作能力降低，引起身体不适（表 2.1）。

【参考文献】