门座起重机组合臂架系统强度和动力学分析

发布时间：2020-06-12 18:56

【摘要】： 传统的起重机设计,在完成功能设计后,为了验证方案,通常要制造物理样机进行试验,当通过试验发现缺陷时,重新回头修改设计并再用样机验证。通过多次反复的设计—试验—设计过程,产品才能达到要求的性能。一般而言,这一过程是冗长的,并且成本高昂,尤其是对于门座起重机等结构复杂的大型设备。近年来,随着有限元法和虚拟样机技术的日益成熟,出现了许多大型的面向工程应用的有限元分析软件和虚拟样机分析软件,利用这些工具,可以用计算机模拟起重机承受的各种载荷及约束条件,以及系统在特定工况下的动力响应,同时得到仿真输出结果,以此来评估和推断实际运行的各种数据。这对于加快起重机的设计周期、降低成本,具有重要的意义。 基于虚拟样机技术,本文首先利用I-DEAS软件和ADAMS软件做为建模和动力学分析平台(臂架系统强度利用I-DEAS完成,动力学分析采用I-DEAS和ADAMS协同仿真),建立某型号门座起重机臂架系统模型,然后结合起重机真实工作状况以及相关参考资料,利用有限元法进行了较为系统的强度分析,得到了臂架系统主要部件的应力分布情况;同时考虑到门座起重机臂架系统尺寸较大,不能忽略部件柔性对动态性能的影响,所以在论文中进行动力学分析时建立了臂架系统的刚柔耦合模型,进行了刚柔耦合动力学仿真,得到起重机运行过程中臂架系统主要部件的动力响应数据。 本文的研究结果表明,利用有限元法进行门座起重机臂架系统设计具有很强的实用价值,该门座起重机臂架系统能够满足强度要求;同时论文的研究也表明利用虚拟样机技术进行臂架系统动力学仿真是可行的。这是先进设计方法的初步尝试,可以为门座起重机的设计提供有力的工具和实现方法。
【图文】：

第三章 臂架系统强度分析.1 门座起重机结构简介75t 门座起重机为象鼻梁、臂架、拉杆和门架等主要受力部件构成的整体承载结构，部件是采用型钢以铆接与焊接的方式连接构成的空间桁架梁结构，整体结构如图 3.1示：象鼻梁拉杆

元传递力和弯矩等。3.3 象鼻梁的有限元计算及结果分析象鼻梁沿纵截面对称，主升降滑车轴线与象鼻梁支杆轴线之间的长度为 18500mm，，主升降滑车轴线与象鼻梁连接臂架轴线之间的长度为 11000mm。象鼻梁与拉杆连接端宽 4340mm，与吊钩连接端宽度为 1020mm，纵向水平放置时，最大高度 3000mm。象鼻梁由角钢，扁钢，连接板，垫圈，套，铆钉等部件组成。共有尺寸或厚度不同的角钢59 种，扁钢 58 种，连接板 82 种。3.3.1 象鼻梁建模由于结构的对称性，计算时取 1/2 结构为计算对象，在相应位置分别施加相应的位移约束。计算中为了提高精确度，单元划分以任意四节点等参薄壳单元为主，三节点薄壳单元为辅，单元长度为 40，并且局部进行了细化，共划分节点 70034 个，单元 65268个。共有位移耦合对 5000 多个。象鼻粱几何和有限元模型，铆接结构的模拟以及铆、焊点的分布见图 3.3-图 3.6
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH213.4

【引证文献】

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1 杨方霞;大型辊式磨摇臂系统动力学分析研究[D];重庆大学;2010年

本文编号：2709958