ST80-160型附着塔式起重机结构设计与分析

发布时间：2018-08-20 13:18

【摘要】：塔机的金属结构部分是由众多梁杆单元组成的复杂空间超定静结构,手工计算难以保证计算的精度与准确性。本文将传统设计方法和计算机有限元分析结合起来,完成了对ST80-160型塔机的设计计算分析。 根据用户特殊需要并结合具体的工作环境,参照比较了国内外多种机型确定了整机方案和结构布置形式,确定了塔机的整体结构形式。利用实腹等效方法,根据应力准则、强度条件对各部分结构进行设计。为适应高层建筑的需要,基于稳定性原理利用有限元法确定了塔机合理附着间距与最大外伸高度。 对塔机结构进行有限元静力学与动态分析一直是塔机领域研究的热点,本文利用有限元法计算了整机结构满足静力学要求,并且针对SAP84有限元建模过程对塔机结构等效关键技术和载荷处理进行了讨论。在对整机结构强度、刚度和稳定性分析中充分利用了计算机有限元计算准确与高效的优势建立有限元模型,在计算中计及了二阶效应对结构有限元模型的影响,使计算结果更准确。由于本课题塔机属于大型吨位塔机,动态特性不容忽视,本文利用有限元分析对塔机进行模态分析与回转工况下动力响应分析,验证了所设计的塔机动态特性满足要求。 吊臂是影响起重机起重性能的关键部件,其合理的设计对于一台塔机有着重要的作用,国内缺少相对成熟的初始设计方法。本文通过拉格朗日乘子法对塔机吊臂横截面尺寸进行了优化设计,推导出以应力、变形作为约束条件的截面参数公式,使塔机设计者在初始阶段能够计算出较优的截面尺寸,减少了初始设计者在确定结构尺寸时试算的工作量。基于这个优化结果,对吊臂截面参数的影响因素进行了分析,为塔机的设计者提供了一定的理论参考。
[Abstract]:The metal structure of the tower crane is a complex spatial overstatic structure composed of many beam and bar elements. It is difficult to ensure the accuracy and accuracy of the calculation by hand calculation. In this paper, the traditional design method and computer finite element analysis are combined to complete the design calculation and analysis of ST80-160 tower crane. According to the special needs of users and combined with the specific working environment, the scheme and structure layout of the tower crane are determined by comparing various types of machines at home and abroad, and the integral structure form of the tower crane is determined. According to the stress criterion and the strength condition, every part of the structure is designed by using the equivalent method of solid web. In order to meet the needs of high-rise building, the reasonable attachment distance and maximum extension height of tower crane are determined by finite element method based on stability principle. The finite element statics and dynamic analysis of tower crane structure has been a hot topic in the field of tower crane. In this paper, the finite element method is used to calculate the structure of tower crane to meet the static requirements. At the same time, the equivalent key technology and load treatment of tower crane are discussed based on SAP84 finite element modeling process. In the analysis of the strength, stiffness and stability of the whole machine structure, the finite element model is established by making full use of the advantages of accurate and efficient finite element calculation of computer, and the influence of the second order effect on the finite element model of the structure is taken into account in the calculation. Make the calculation more accurate. Because the tower crane belongs to the large tonnage tower crane, the dynamic characteristics can not be ignored. In this paper, the modal analysis and the dynamic response analysis of the tower crane under rotary conditions are carried out by using finite element analysis, and it is verified that the dynamic characteristics of the designed tower crane meet the requirements. The jib is the key component which affects the crane lifting performance. Its reasonable design plays an important role in a tower crane, and there is a lack of relatively mature initial design method in our country. In this paper, the cross section size of crane boom is optimized by Lagrange multiplier method, and the cross section parameter formula with stress and deformation as the constraint condition is deduced, which makes the tower crane designer to calculate the optimum cross section size in the initial stage. The workload of the initial designer in determining the structure size is reduced. Based on the optimization results, the influencing factors of the parameters of the boom section are analyzed, which provides a theoretical reference for the designers of the tower crane.
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【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：2193755