桥式起重机空腹式箱形主梁的有限元分析

发布时间：2020-03-21 04:35

【摘要】： 桥式起重机是一种用途最广、数量最多、通用化程度较高的起重机械。目前在工程上广泛使用的是实腹式箱形结构桥架,桥架的重量一般占起重机自重的60%以上。采用合理的桥架构造形式减轻自重,其意义不仅在于节约本身所消耗的钢材和降低成本,同时还因此减轻了厂房建筑结构的受载而节省基建费用。减轻桥架的自重可以从多方面入手,本课题将就改变桥架腹板的形状,设计新型的金属桥架来达到减轻桥架自重的目的。本文是把传统箱形主梁腹板变为空腹式主梁腹板进行的研究。 本文主要做了以下工作: 1)采用经典力学理论说明空腹式箱形主梁的可行性; 2)采用经典力学方法对空腹式箱形主梁进行结构分析,计算其开孔高度与它对应的应力与变形的关系,推导它需要满足的基本条件,为空腹式箱形主梁的设计提供依据; 3)采用有限元方法对空腹式箱形主梁进行结构分析,并与理论计算结果进行对比,验证其正确性; 4)对大连起重机器厂生产的一台桥式起重机的主梁进行工程实例分析,在它的腹板上进行开孔设计,并用经典力学方法和有限元软件ANSYS对空腹式箱形主梁和实腹式箱形主梁进行结构分析比较,验证空腹式箱形主梁的实用性。得到以下结论: 1)空腹式箱形主梁可以节省钢材,减小自重,在风载荷作用下有更大的优越性; 2)设计空腹式箱形主梁时,开孔高度x要满足文中五个基本条件; 3)空腹式箱形主梁较实腹式箱形主梁在刚度和强度上都有所降低,但在一定条件下仍可以满足工程中的刚度和强度要求; 4)对于不同开孔高度的空腹式箱形主梁,刚度和强度有不同程度的降低。对于不同工况的具体要求,应选择不同的开孔高度; 5)利用本文的分析方法可以对桥式起重机主梁结构的应力与变形情况进行分析计算,对桥式起重机主梁结构的设计提供有益的参考。
【图文】：

结构的主要形式是合理的。文研究内容及意义论文提出的依据式起重机属于国家特种设备，其主要承载构件主梁是箱形梁结构或形梁的结构可以有多种形式，其中包括实腹式箱形梁结构（图 1-2）结构（图 1-3）。对于实腹梁结构形式，其外形简洁，制作、安装、维泛用于工程实际中。但实腹梁在一定条件下由于其材料利用上不够重产生的变形与应力占其承载能力的很大比重。桁架梁中组成桁架承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂装、维修都不方便。如果把实腹式箱形梁的腹板改成空腹式，那么大减小，不仅能节省钢材，而且由自重引起的变形和应力所占比重也箱形梁既具有传统箱形梁的工艺流程，又有桁架梁的结构特点，在具有一定的优势。

结构的主要形式是合理的。文研究内容及意义论文提出的依据式起重机属于国家特种设备，其主要承载构件主梁是箱形梁结构或形梁的结构可以有多种形式，其中包括实腹式箱形梁结构（图 1-2）结构（图 1-3）。对于实腹梁结构形式，其外形简洁，制作、安装、维泛用于工程实际中。但实腹梁在一定条件下由于其材料利用上不够重产生的变形与应力占其承载能力的很大比重。桁架梁中组成桁架承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂装、维修都不方便。如果把实腹式箱形梁的腹板改成空腹式，那么大减小，，不仅能节省钢材，而且由自重引起的变形和应力所占比重也箱形梁既具有传统箱形梁的工艺流程，又有桁架梁的结构特点，在具有一定的优势。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH215

【引证文献】

相关硕士学位论文 前6条

1 闫利利;起重机箱形梁的拓扑优化研究[D];郑州大学;2010年

2 辛丕存;1200T自行式破碎站平衡梁强度有限元分析[D];吉林大学;2011年

3 曾光;桥式起重机金属结构疲劳损伤和剩余寿命预估研究[D];太原科技大学;2011年

4 杨真;桥式起重机金属结构的轻量化设计研究[D];南京理工大学;2012年

5 张甲瑞;基于逆向工程的汽车覆盖件设计与制造[D];重庆理工大学;2010年

6 程慧;基于退火遗传算法的桥式起重机主梁优化设计及软件实现[D];太原科技大学;2012年

本文编号：2592764