基于ANSYS软件的门式起重机金属结构的参数化设计及疲劳寿命分析

发布时间：2024-12-27 01:34

　　门式起重机是露天站场的主型装卸机械,其U型金属结构受力状态好,过腿空间大,是集装箱门式起重机的首选结构型式。但门式起重机的工程设计过程复杂而艰涩,常常需要对同一类型但不同规格的起重机械设计做大量的相似或重复工作。设计人员在建立起重机有限元模型上需要花费大量的精力,导致设计周期很长,严重制约了起重机更新换代的速度。另外,在起重机结构设计中主要校核其强度和刚度,疲劳因素考虑很少,且方法复杂,而事实上疲劳破坏作为起重机械金属结构的主要破坏形式之一,决定了起重机的使用寿命。针对以上情况,本论文在研究了参数化设计理论、有限元分析方法及机械结构疲劳寿命预测等理论和方法的基础上,以面向对象的程序设计软件Visual Basic为平台,运用参数化技术和有限元分析软件ANSYS对U型门式起重机金属结构开展参数化设计系统的研究和开发;并以ANSYS软件为辅助工具,运用帕里斯(Paris)公式积分计算出门架结构疲劳裂纹的扩展寿命。 本论文主要内容:(1)根据大量算例和工程经验的基础上,从门机结构有限元分析常用的单元出发,讨论了如何建立合理的门机结构有限元模型,以及门式起重机有限元分析中的模型处理技巧和...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3一7某U型门机板壳单元有限元模型

U型门机为例，探讨有限元模型选取哪种单元建立，其计算结果更加合理。「〕机参数:跨度3Om，有效悬臂6.5m，满载吊重50t，主梁梁高2.4m，工作级别A6。图3一7为以板壳单元建立的门架有限元模型，图3一8为以梁单元建立的门架有限元模型。仁he己肪ly日:3。士丁三七已<sub>....

图3一8某U型门机梁单元有限元模型

差约5.346%;(4)门架模型最大应力相差极大，板壳单元模型相对梁单元模型，最大应力相差达149.39%。可见，板壳单元模型能反映门架受力点或者约束位置局部应力(如图3一9)，而梁单元不能反映门架局部区域，(如图3一10);门架两种单元建立的有限元模型在跨中和支腿的应力相差极小....

图3一9板壳单元模型(门机)主梁应力局部

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图3一10梁单元模型(门机)主梁应力分布

西南交通大学硕士研究生学位论文第37页

本文编号：4020936