快架塔机塔身折叠过程虚拟样机仿真分析

发布时间：2017-05-18 13:08

  本文关键词：快架塔机塔身折叠过程虚拟样机仿真分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：快架塔机以其安装方便、快捷,适合工地整体拖运等特点,在新型城镇化建设中发挥着重要作用,是提高建筑施工效率、保证安全生产的重要装备。提高快架塔机的设计水平对推进我国塔机行业发展具有重要意义。本文利用Pro/E、ADAMS、ANSYS等软件,结合虚拟样机技术,对快架塔机塔身折叠过程进行动态分析及结构强度分析研究,为快架塔机的设计及优化提供理论支撑。论文的主要内容如下:(1)对快架塔机作结构介绍,详细阐述塔机的工作原理和架设原理。利用Pro/E建立了塔机的三维整机模型,重点介绍了塔机臂架等关键零部件的建模方法。(2)利用ADAMS软件建立了内塔身收塔运动阶段和塔身扳塔运动阶段仿真模型。对上述两个阶段塔身模型作运动学和动力学分析,得到了塔身主要构件的位移、速度、加速度曲线及各铰点受力曲线。最后对各铰点受力作静力学验算,静力学计算结果验证了塔身仿真模型的可靠性。(3)利用ANSYS软件,对塔身三种不同工况进行静强度分析。得到了三种工况下塔身的应力和变形结果,有限元分析结果表明各结构件强度和刚度满足设计要求。利用材料力学计算方法对塔身强度进行计算,计算结果验证了有限元模型的准确性。(4)结合ADAMS和ANSYS软件对塔身连杆进行柔性化处理,得到了塔身刚柔耦合模型。分析在刚柔耦合模型和刚性模型下,塔身运动学和动力学上差异。同时对塔身连杆进行结构强度分析,分析表明连杆强度足够。经过本文对塔身折叠过程虚拟样机研究,建立了快架塔机的运动学、动力学及结构有限元分析研究方法。研究成果有利于提高快架塔机设计水平,降低研发成本,为推动快架塔机产业化起到一定的促进作用。
【关键词】：快架塔机 塔身 虚拟样机 运动学仿真 动力学仿真 有限元分析 刚柔耦合模型
【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】：TH213.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 快架塔机发展概况10-11
• 1.3 起重机虚拟样机的仿真研究现状11-12
• 1.3.1 国内研究现状11-12
• 1.3.2 国外研究现状12
• 1.4 本课题研究的内容和方法12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第二章 快架塔机介绍及三维模型的建立14-26
• 2.1 快架塔机样机介绍14-15
• 2.2 快架塔机架设原理介绍15-20
• 2.2.1 快架塔机塔身结构分析15-16
• 2.2.2 快架塔机支腿动作原理16-17
• 2.2.3 快架塔机塔身扳塔原理17-19
• 2.2.4 起重臂架设工作原理19-20
• 2.3 基于Pro/E的快架塔机三维建模20-25
• 2.3.1 第一节臂架建模21-23
• 2.3.2 斜腹杆建模23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 塔身折叠过程运动学及动力学仿真分析26-51
• 3.1 基于ADAMS的塔身仿真模型26-33
• 3.1.1 虚拟样机技术及ADAMS软件概述26
• 3.1.2 塔身虚拟样机模型的建立26-27
• 3.1.3 模型驱动函数设置27-29
• 3.1.4 仿真分析模型29-33
• 3.2 内塔身收塔过程塔身运动学仿真分析33-35
• 3.3 扳塔过程塔身运动学仿真分析35-38
• 3.3.1 外塔身运动学仿真分析35-37
• 3.3.2 下塔身运动学仿真分析37-38
• 3.4 内塔身收塔过程塔身动力学仿真分析38-40
• 3.5 扳塔过程塔身动力学仿真分析40-44
• 3.5.1 扳塔油缸铰点受力分析40-41
• 3.5.2 下塔身铰点受力分析41-43
• 3.5.3 外塔身铰点处受力分析43
• 3.5.4 下塔身与上支座铰点处的受力分析43-44
• 3.6 快架塔机塔身静力学验算44-49
• 3.7 本章小结49-51
• 第四章 基于ANSYS的塔身有限元分析51-66
• 4.1 有限元分析基础51-52
• 4.1.1 有限元法的基本理论51-52
• 4.1.2 ANSYS软件介绍52
• 4.2 塔身结构静力学分析52-58
• 4.2.1 塔身实体建模52-53
• 4.2.2 塔身工况确定及受力分析53-54
• 4.2.3 有限元建模54-56
• 4.2.4 载荷与约束的处理56-58
• 4.3 有限元结果分析58-63
• 4.4 塔身传统力学计算63-65
• 4.4.1 外塔身结构强度计算63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 塔身刚柔耦合计算66-74
• 5.1 塔身刚柔耦合模型的建立66-68
• 5.2 塔身刚柔耦合运动学分析68-70
• 5.3 塔身刚柔耦合动力学分析70-72
• 5.4 塔身连杆强度分析72-73
• 5.5 本章小结73-74
• 结论与展望74-76
• 参考文献76-79
• 攻读学位期间取得的研究成果79-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 罗继曼;安玉振;张明山;崔艳楠;李根标;;基于刚柔耦合的快架塔机扳塔连杆机构动力学分析[J];建筑机械;2014年10期

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1 康辉梅;旋挖钻机工作装置力学特性研究与优化[D];中南大学;2011年

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本文编号：376126