桥式起重机预拱曲线的节能设计研究

发布时间：2019-08-04 11:59

【摘要】：起重机械在在现代化生产过程中的应用非常广泛,是不可或缺的辅助工具和工艺设备。桥式起重机作为大型设备,运行时的能量损耗较大。影响能耗的原因很多,主梁的上拱曲线对小车运行的影响是不可忽视的一个。主梁的上拱曲线不仅可以减少运行阻力,还保证了起重机运行的安全和平稳。预制主梁上拱曲线主要通过腹板的曲线下料完成的。影响主梁上拱的因素很多,如自重、吊重、焊接变形等,为保证主梁具有合理上拱,需要得到这些因素下的主梁变形,以确定腹板的下料曲线。采用有限元法分析可以得到比较准确的结果。 本文首先从节能和性能方面论述了主梁上拱的重要意义,论述了国内外对主梁上拱度的规定和研究现状,分析了影响主梁上拱曲线各个因素。利用有限元软件hyperwoks对额载时的50/10t典型箱型桥式起重机主梁进行结构分析,以得到无上拱和有上拱主梁在自重和吊重下的挠曲变形和小车运行轨迹,并作了比较；然后通过ABAQUS软件,采用热力耦合技术,选取分段移动串热源,对桥式起重机主梁的焊接进行了数值模拟分析,并与理论计算值进行了比较,有利于指导主梁腹板的曲线下料；由于起重机在运行时的吊重不是固定值,不同的吊重在某一上拱曲线上有不同的能耗,因此通过对起重机吊重概率分布的研究,得到在不同分布时能耗最小的上拱曲线。本文的研究结果对腹板下料提供了很好的参考价值。
【图文】：

梁的结构为三段式，通过螺栓连接，可将简化为连续板构成的整体，去除螺栓，这些对结果影响业较小;大筋板是由三部分焊接而成，在处理时简化成连续的一块，实体模型如图3.1所示:图3.1桥架的三维模型通常对于单一各向同性的材料，厚度远小于其典型整体结构尺寸(一般为小于1/10)，，并且可以忽略厚度方向的应力，就可以采用二维板壳单元来模拟此结构〔24]。起重机桥架主要由数块钢板组成，完全满足采用板壳单元的要求，因此采用板壳单元来离散模型。为简化建模过程，实体建模由pr。/e完成，在hypermesh中抽取中面，并离散模型。在离散模型时采用混合二维单元，四边形单元精度较高，但在形状过渡区域易产生畸形网格;三角形单元具有常应变特性

图3.2对称结构的有限元模型起重机桥架视为简支梁，端梁轮子中心处一端约束u1，u2，u3，u5，另一端，us，在端梁的对称中心处设置该端面对称约束。其中ul，uZ，u3，url，urZ，，y，Z方向的移动和转动自由度。上拱曲线主梁的下挠曲线有限元分析梁的下挠曲线求解模拟小车在运行过程中的主梁下挠变形。起重机的载荷主和轮压，忽略起重机的司机室、栏杆和扶梯等影响不大的附加载荷。自重载过设定重力加速度的大小和方向即可，软件自动根据材料密度和模型体积计入9800t/mln3，方向垂直向下(一y方向)。轮压只考虑小车的自重和起升载荷，重机小车在主梁上运行时主梁的变形，不考虑小车在起升和卸载时产生的动的自振动载荷。小车自重为15.765t，额定起吊载荷50t，轮压的分布为179.4KN，168.38KN，148.23KN。取最大轮压179.7OKN为计算轮压，前后轮压间m。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH215

【引证文献】

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1 李向东;原徐成;叶伟;李东波;;浅谈起重机节能研究[J];起重运输机械;2013年08期

本文编号：2522927