中外桥式起重机车轮计算对比及小型化研究

发布时间：2017-04-05 11:17

  本文关键词：中外桥式起重机车轮计算对比及小型化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：桥式起重机是用途最广、数量最多的起重机械。车轮组是其重要的组成部件，车轮直径的小型化是桥机轻量化的一个组成部分。国内外现行车轮计算规范均基于Hertz弹性理论，偏于保守。然而，同国外发达国家相比，国内起重机轮径偏大。为了分析车轮的实际承载能力，实现国内车轮的小型化，本文使用非线性有限元法对国内外桥式起重机轮轨接触问题进行计算和对比。 本论文主要工作如下： 首先，按FEM标准对起重量32t，10.5m～25.5m共6个跨度的国内外五类桥式双梁起重机大车车轮进行计算和对比，发现德马格公司实际选用轮径与计算轮径相比是亏欠的，这表明国内所选轮径偏大并不是国内外车轮计算规范之间的细小差异造成的。实际上，德马格公司按FEM标准计算轮径，然后通过试验确定实际选用轮径，，这从一个方面证明了现行基于Hertz线弹性接触理论的车轮计算方法存在着不合理性。 其次，对普通桥式双梁起重机的二维简化轮轨滚动接触问题进行弹塑性分析，为后面的三维分析提供参考。并比较了车轮静止和滚动时，接触状态、应力以及应变的差异。 再次，分别对起重量32t，跨度为16.5m的普通桥式双梁起重机和德马格葫芦桥式双梁起重机轮轨接触问题进行三维弹塑性计算，分析它们各自的接触状态、应力以及应变规律，并对二者分析结果进行对比。 最后，以起重量32t，跨度为25.5m德马格葫芦桥式双梁起重机轮轨接触分析结果为参照，实现普通桥式双梁起重机车轮的小型化。
【关键词】：桥式起重机 车轮计算 轮轨接触 非线性有限元法 车轮小型化
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 本课题研究的背景、目的及意义8-9
• 1.2 国内外现行起重机车轮计算方法9-14
• 1.2.1 国内现行起重机车轮计算方法9-11
• 1.2.2 欧洲物料搬运协会起重机车轮计算方法11-12
• 1.2.3 美国起重机车轮计算方法12-14
• 1.3 接触问题的研究现状14-16
• 1.3.1 经典接触理论的发展概况14-15
• 1.3.2 非经典接触理论的发展概况15-16
• 1.4 本论文的主要研究内容16-17
• 第二章 轮轨接触问题的有限元求解基本理论17-24
• 2.1 非线性问题及其有限元求解方法17-20
• 2.1.1 非线性问题简介17
• 2.1.2 非线性问题的求解方法17-20
• 2.2 接触非线性问题20-22
• 2.2.1 有限元分析中的接触算法21
• 2.2.2 有限元分析中的接触力计算21-22
• 2.3 材料非线性问题22-23
• 2.4 ANSYS 求解非线性问题分析23-24
• 第三章 二维轮轨滚动接触弹塑性分析24-45
• 3.1 国内外起重机车轮计算对比24-27
• 3.1.1 轮压计算24
• 3.1.2 按静强度计算车轮直径24-26
• 3.1.3 按疲劳强度计算车轮直径26
• 3.1.4 计算结果与分析26-27
• 3.2 有限元模型的建立27-29
• 3.3 施加载荷和边界条件29-30
• 3.4 二维轮轨滚动接触的计算结果分析30-44
• 3.4.1 轨道上抬 0.52mm，车轮静止和滚动时轮轨接触状态和接触力分析对比30-32
• 3.4.2 轨道上抬 1mm，车轮静止时轮轨应力分析32-37
• 3.4.3 轨道上抬 0.52mm，车轮静止和滚动时应力分析及对比37-39
• 3.4.4 轨道上抬 1mm，车轮静止时塑性应变分析39-43
• 3.4.5 轨道上抬 0.52mm，车轮静止和滚动时塑性应变分析及对比43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 三维轮轨接触弹塑性分析45-60
• 4.1 普通桥式双梁起重机轮轨接触弹塑性分析45-53
• 4.1.1 有限元模型的建立45-46
• 4.1.2 有限元模型的载荷和边界条件46-47
• 4.1.3 接触应力和接触状态47-49
• 4.1.4 轮轨应力49-53
• 4.1.5 塑性应变53
• 4.2 德马格葫芦桥式双梁起重机轮轨接触弹塑性分析53-59
• 4.2.1 有限元模型的建立53-54
• 4.2.2 有限元模型的载荷和边界条件54-55
• 4.2.3 接触应力和接触状态55-57
• 4.2.4 轮轨应力57-59
• 4.2.5 塑性应变59
• 4.3 本章小结59-60
• 第五章 普通桥式双梁起重机车轮小型化60-67
• 5.1 跨度 25.5m 德马格桥式起重机轮轨接触弹塑性分析60-61
• 5.2 起重量 32t,跨度 22.5m 普通桥式起重机车轮小型化61-64
• 5.2.1 轮径为 700mm 时，跨度 22.5m 普通桥式起重机轮轨接触弹塑性分析61-62
• 5.2.2 轮径为 600mm 时，跨度 22.5m 普通桥式起重机轮轨接触弹塑性分析62-64
• 5.3 起重量 32t，跨度 16.5m 普通桥式起重机车轮小型化64-66
• 5.3.1 轮径为 600mm 时，跨度 16.5m 普通桥式起重机轮轨接触弹塑性分析64-65
• 5.3.2 轮径为 500mm 时，跨度 16.5m 普通桥式起重机轮轨接触弹塑性分析65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 结论与展望67-69
• 结论67
• 展望67-69
• 参考文献69-71
• 攻读硕士学位期间的研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

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中国硕士学位论文全文数据库 前5条

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