塔带机结构及运动性能仿真分析
本文选题:塔带机 + 结构有限元 ; 参考:《华中科技大学》2011年硕士论文
【摘要】:本课题来源于“十一五”国家科技支撑计划项目“特大型施工机械运行安全、诊断与优化”。 塔带机作为一种应用于大型水利工程施工关键设备,是将塔式起重机与皮带输送机相结合形成的“塔吊皮带机”,具有机械结构庞大、复杂、工作环境恶劣、工作强度大、工况因素多、连续作业和群机工作等特点。本文从塔带机的基本构成分析入手,结合机械力学计算与结构分析的有关要求,应用多体系统动力学结构简化原理,建立了塔带机的整机有限元计算模型,重点对塔带机的结构及其运动性能进行了仿真建模与力学计算分析,建立了一系列静强度分析、模态分析与参数校核模型、算法与理论,完成对塔带机虚拟样机的设计、开发与虚拟运行,模拟仿真塔带机内外输送臂展开运动及整机回转运动,得到内外输送臂位移曲线及振幅曲线为运动控制提供依据。为对所建立理论进行检验,完成了对三种典型起重工况下塔带机整机有限元静力学分析及其主要部件起重臂静刚度分析及强度校核计算,并应用结构模态有限元分析理论,采用分块兰索斯(Block Lanczos)算法提取塔带机低阶模态,得到其共振固有频率及振型。同时,在整机模态基础上重点分析起重臂模态,分析起重臂结构薄弱部位,以期为大型水利工程施工设备的优化运行以及结构的安全评估提供决策依据,对不合理设计提出改进和补救措施,为施工安全、可靠运行提供理论支持。
[Abstract]:This subject comes from the National Science and Technology support Program of the 11th Five-Year Plan, "Operation Safety, diagnosis and Optimization of Super-large Construction Machinery". As a kind of key equipment used in large water conservancy projects, tower belt conveyor is a kind of "tower crane" formed by combining tower crane with belt conveyor. It has huge mechanical structure, complex working environment, bad working environment and high working intensity. There are many working condition factors, continuous operation and group machine work and so on. In this paper, starting with the analysis of the basic structure of the tower conveyor, combining with the requirements of the mechanical mechanics calculation and the structural analysis, the finite element calculation model of the tower belt machine is established by applying the simplified principle of the dynamic structure of the multi-body system. The structure and motion performance of the tower conveyor are simulated and analyzed, and a series of static strength analysis, modal analysis and parameter checking model, algorithm and theory are established to complete the design of the virtual prototype of the tower belt conveyor. The development and virtual operation of the inner and outer conveying arm of the tower belt are simulated. The displacement curve and amplitude curve of the inner and outer conveying arm are obtained to provide the basis for the motion control. In order to test the established theory, the finite element static analysis, static stiffness analysis and strength check calculation of the main parts of the tower belt machine under three typical lifting conditions are completed, and the structural modal finite element analysis theory is applied. The low order mode of tower strip is extracted by block Ransau Block Lanczos algorithm, and its resonance natural frequency and mode shape are obtained. At the same time, on the basis of the whole machine mode, the mode of the starting arm and the weak position of the structure of the lifting arm are analyzed in order to provide the decision basis for the optimal operation of the construction equipment and the safety assessment of the structure of the large hydraulic engineering. The improvement and remedial measures are put forward to provide theoretical support for safe and reliable operation of construction.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH213.3
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,本文编号:2040044
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