36吨U型门式起重机加固分析

发布时间：2017-04-30 19:08

  本文关键词：36吨U型门式起重机加固分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：起重机是现代化工业生产中不可缺少的生产辅助设备,目前已经实现了生产的机械化与自动化,不但技术水平越来越高,种类也越来越多。本论文所研究的门式起重机是国内铁路货场广泛采用的装卸设备,按支腿形式区分,国内铁路货场的起重机主要有A型、U型和C型三类起重机,其中U型起重机具有小车轨距大,过腿空间宽的优点,适于装卸比较大的货物,但由于U型起重机支腿上方没有马鞍,为开口形状,整体结构沿大车轨道方向的刚度较小,起重机起、制动时,结构振动剧烈,易引起司机疲劳,给起重机作业带来安全隐患。为了减小起重机起制动时的振动,本论文对某铁路货场36吨U型门式起重机提出了加固支腿、下横梁和主梁端梁连接处的结构改造方案,并以加固前后的起重机为研究对象,采用ANSYS软件对其进行有限元分析。本论文首先根据门式起重机的结构特点,在APDL中建立了36吨U型门式起重机的有限元模型,建模过程中采用的单元结构有BEAM4梁单元、LINK8杆单元和MASS21质量单元。其次,对起重机的静力学刚度特性进行了分析,当小车满载分别位于起重机的主梁跨中位置、左侧支腿位置、右侧支腿位置时,对起重机的横向刚度进行了分析计算。加固后起重机横梁跨中位置的位移比加固前平均减小了25.31%,横梁司机室位置的位移比加固前平均减小了34.45%,起重机运行时的稳定性得到了较大程度的提高,解除了工作人员的安全隐患。当小车满载位于起重机跨中位置时,采用分块兰索斯法,提取了起重机的前十阶模态固有频率和振型。加固后的起重机的固有频率值都有不同程度的提高,其中主梁的振动幅度较大,应当着重引起注意。最后,对起重机进行了瞬态分析,采用完全法,当小车满载位于起重机的主梁跨中位置、左侧支腿位置和右侧支腿位置,大车运行机构起制动时,得到三种工况下起重机横梁跨中位置与司机室位置节点的加速度曲线。加固后起重机跨中位置的加速度比加固前平均减小了15.49%,司机室位置的加速度比加固前平均减小了13.54%,起重机的平稳性增加,晃动情况得到改善。
【关键词】：门式起重机 有限元 加固 静力分析 模态分析 瞬态分析
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH213.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 起重机械概述10-19
• 1.1.1 起重机械的分类10-17
• 1.1.2 起重机的组成结构17-19
• 1.2 起重机的发展动态19-21
• 1.2.1 起重机的发展过程19-20
• 1.2.2 起重机的国内发展现状20
• 1.2.3 起重机的国外发展现状20-21
• 1.3 选题的目的与意义21-22
• 1.4 课题研究的主要内容22
• 1.5 本章小结22-24
• 第2章 门式起重机有限元模型的建立24-37
• 2.1 有限元分析技术简介24-27
• 2.1.1 有限元基本思想24-25
• 2.1.2 ANSYS软件介绍25
• 2.1.3 结构分析的步骤25-27
• 2.2 确定加固方案与有限元模型的建立27-35
• 2.2.1 建模方案分析27-28
• 2.2.2 模型建立准则28
• 2.2.3 模型基本假设28
• 2.2.4 模型单元特性28-31
• 2.2.5 边界条件模拟31
• 2.2.6 确定起重机的加固方案31-34
• 2.2.7 有限元模型34-35
• 2.3 门式起重机的基本参数35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第3章 静刚度分析37-43
• 3.1 静力分析概述37
• 3.2 静力分析的基本步骤37-38
• 3.3 施加约束与载荷情况38
• 3.4 计算工况介绍38-39
• 3.5 起重机加固前后的静刚度分析39-41
• 3.5.1 工况一节点位移39
• 3.5.2 工况二节点位移39-40
• 3.5.3 工况三节点位移40-41
• 3.5.4 静刚度结果分析41
• 3.6 本章小结41-43
• 第4章 模态分析43-54
• 4.1 模态分析基本理论43-45
• 4.1.1 模态分析基本方程43-44
• 4.1.2 模态分析基本方法44
• 4.1.3 模态分析基本步骤44-45
• 4.2 模态分析结果45-53
• 4.2.1 起重机加固前后的固有频率45-46
• 4.2.2 固有振型46-52
• 4.2.3 模态结果分析52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 瞬态分析54-65
• 5.1 瞬态分析概述54-57
• 5.1.1 瞬态分析基本方程54-55
• 5.1.2 瞬态分析基本方法55
• 5.1.3 瞬态分析基本步骤55-56
• 5.1.4 瞬态分析的几个关键问题56-57
• 5.2 制动摩擦力的计算57-59
• 5.3 施加约束、载荷情况及计算工况59-60
• 5.4 起中机加固前后的瞬态分析60-64
• 5.4.1 跨中节点加速度60-62
• 5.4.2 司机室位置节点的加速度62-64
• 5.5 瞬态结果分析64
• 5.6 本章小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文71

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本文编号：337434