大吨位全地面起重机上车方案阶段有限元分析

发布时间：2017-10-26 23:00

  本文关键词：大吨位全地面起重机上车方案阶段有限元分析

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【摘要】：全地面起重机有着通过性强，机动灵活，工作可靠的特点，在基础建设中广泛应用。世界上全地面起重机供应商很多，技术也较为先进，长期以来垄断着大吨位全地面起重机市场。近年来，国家基础设施建设极大地刺激着本土工程机械企业之间的竞争，起重机作为一款重要的工程机械，应用十分广泛，起重机的需求量逐年提高，起重机朝着大吨位方向发展。 由于大吨位全地面起重机结构比较复杂，形式灵活多变，非线性材料的使用，超静定结构的设计，使得传统计算方法无法满足结构计算的要求，所以在全地面起重机设计阶段，，结构计算是设计中遇到的关键问题，随着计算机硬件和有限元技术的迅猛发展，有限元技术可以方便解决结构计算类问题，且计算精度与计算效率都相当高。因此，对于超大规模的结构计算，选用有限元法进行计算是比较合理的。 为了打破国外技术垄断，跻身起重机研发强企，打造高端全地面起重机产品,徐工集团决定研发某大吨位全地面起重机。在其方案设计阶段，本文利用ANSYS软件对上车方案进行分析计算，并反馈相应工况的计算结果，设计人员据此做出相应的方案修改，直至最终方案的完善。计算工况来自相应的典型工况，具体的做法是： 首先，根据企业设计的初始方案建立有限元模型，利用简化梁模型对主臂方案进行计算分析，校核设计的方案是否能够满足典型工况的使用要求，如不满足则修改方案直至可行的方案。 然后，对副臂进行参数化建模，主臂利用设计好的参数手工建模。采用ANSYS优化设计模块进行优化设计，并对优化出的方案进行计算分析，经校核，该方案满足设计要求。 最后，对转台方案设计进行分析，先简化转台方案成为有限元模型，对该模型进行加载分析，找出转台中的薄弱部分并加以改进，到最终的转台从强度上满足使用要求。 在全地面起重机方案设计中，利用ANSYS软件进行辅助计算分析，显著地减少了计算时间，提高了设计效率缩短产品研发周期，研发高可靠性的产品，得到了企业的认可。 与西方发达国家相比，我国的城市化水平还比较低，随着西部大开发的持续进行以及国家对基础建设的继续支持，国内的工程机械行业发展前景光明。作为工程机械的一个分支，全地面起重机是工程机械中一款重要产品，在社会建设中应用十分广泛；全地面起重机尤其是大吨位全地面起重机迎来其大好的发展时机，市场潜力巨大，大吨位全地面起重机必将在工程建设中发挥着更大的作用。
【关键词】：大吨位 全地面 起重机 方案计算 ANSYS
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 工程背景及选题意义11-13
• 1.2 国内外的发展现状13-16
• 1.2.1 国外的发展现状13-14
• 1.2.2 国内的发展现状14-16
• 1.3 全地面起重机结构介绍16-21
• 1.3.1 上车结构17-19
• 1.3.2 下车结构19-21
• 1.4 软件平台21-23
• 1.5 论文的主要内容23-25
• 第2章 主臂方案计算分析25-53
• 2.1 主臂模型处理25-29
• 2.1.1 模拟主臂几何26-27
• 2.1.2 模拟主臂截面27-28
• 2.1.3 调整主臂质量28-29
• 2.2 边界处理29-35
• 2.2.1 连接关系29-32
• 2.2.2 位移边界条件32-34
• 2.2.3 力边界条件34-35
• 2.3 控制准则35-38
• 2.3.1 强度准则35-36
• 2.3.2 刚度控制36-38
• 2.4 计算工况和求解设置38-40
• 2.4.1 计算工况38-39
• 2.4.2 求解设置39-40
• 2.5 计算结果及结果说明40-51
• 2.5.1 八节+主臂+超起41-43
• 2.5.2 八节+主臂+固定副臂+超起43-45
• 2.5.3 八节+主臂+变幅副臂+超起45-50
• 2.5.4 结果说明50-51
• 2.6 本章小结51-53
• 第3章 副臂方案设计分析53-73
• 3.1 副臂介绍54-61
• 3.1.1 固定副臂54-55
• 3.1.2 变幅副臂55-58
• 3.1.3 超起结构58-60
• 3.1.4 副臂优化设计必要性60-61
• 3.2 ANSYS优化设计简介61-64
• 3.2.1 ANSYS优化方法62-63
• 3.2.2 ANSYS优化设计步骤63-64
• 3.3 副臂参数化建模64-67
• 3.4 副臂优化设计过程67-70
• 3.4.1 建立循环使用的分析文件67
• 3.4.2 指定优化变量67-68
• 3.4.3 优化结果68-70
• 3.5 校核验算70-72
• 3.6 本章小结72-73
• 第4章 转台方案设计分析73-85
• 4.1 转台模型处理73-76
• 4.2 边界及载荷处理76-79
• 4.2.1 连接关系76-77
• 4.2.2 约束边界77
• 4.2.3 计算工况的选取77-79
• 4.3 计算结果及说明79-82
• 4.3.1 位移计算结果79
• 4.3.2 应力计算结果79-82
• 4.3.3 结果说明82
• 4.4 改进后的转台计算结果及说明82-84
• 4.5 本章小结84-85
• 第5章 全文总结与展望85-87
• 参考文献87-91
• 致谢91

【参考文献】

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本文编号：1100804