塔机有限元分析求解器的开发技术

发布时间：2020-11-06 05:46

　　 塔式起重机在使用过程中，由于其自身的结构特点，对其使用过程中运行工况进行安全监测是很有必要的。各种工况下对塔机各部位的应力应变作出准确的安全响应，并及时采取相应措施，这对保证塔机运行安全、保护塔机操作人员生命安全具有十分重要的意义。 近十年来，国外塔机研究人员对塔机安全监控系统作了大量的研究和技术改进，并且推出了性能优越、预警及时的塔机专用PLC控制和全参数智能控制与故障诊断系统，而我国在这方面的研发刚刚起步，由于控制系统可靠性差，导致塔机在使用过程中出现频发的机械、电器事故。故开发塔机同步工况安全监测预警系统成为塔机行业当务之急。 本文基于弹性力学理论、数学求解原理以及有限元杆梁结构原理，分析比较了部分有限元分析软件求解器的数据结构和编程特点，结合塔机结构特点和受力特性，编制了塔机有限元分析同步工况静力求解器程序，适用于塔机安全控制系统对塔机结构线性静力学的应力计算分析。 本文开发的塔机有限元分析同步工况静力求解器程序主要有以下特点： 1．有限元分析总体刚度矩阵的三角分解A=LU=LDL~T是求解正定稀疏线性方程组Ax=f中计算量最大的部分。本文采用基于修正Cholesky分解的变列高一维存贮方式，在三角分解完成后，引入松弛迭代法对有
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH213.3
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 塔式起重机的构造与发展
    1.2 有限元分析方法简介
    1.3 本文的主要内容、目的和意义
第二章 有限元分析的基本原理
    2.1 有限元分析的力学基础
        2.1.1 空间问题的基本力学变量
        2.1.2 空间问题的三大类力学方程和边界条件
    2.2 弹性力学问题近似求解的加权残值法
    2.3 弹性问题近似求解的虚功原理、最小势能原理及其变分基础
        2.3.1 虚功原理
        2.3.2 最小势能原理
        2.3.3 最小势能原理的变分基础
        2.3.4 加权残值法、虚功原理、最小势能原理以及变分方法之间的关系
    2.4 求解各种方法的特点及比较
第三章 杆—梁结构有限元分析原理
    3.1 有限元分析的基本步骤及表达式
    3.2 杆单元及其坐标变换
        3.2.1 局部坐标系中的单元描述
        3.2.2 杆单元的坐标变换
    3.3 梁单元及其坐标变换
        3.3.1 局部坐标系中的梁单元
        3.3.2 平面梁单元的坐标变换
        3.3.3 空间梁单元及坐标变换
    3.4 本章要点
第四章 塔机有限元分析求解器结构分析
    4.1 传统直接求解器结构分析
    4.2 塔机有限元分析求解器结构设计
    4.3 本章小结
第五章 塔机有限元求解器程序实现
    5.1 塔机有限元分析静力求解器程序
        5.1.1 程序实现原理及变量说明
        5.1.2 CTFEM3D.FOR程序实现
    5.2 塔机有限元分析求解器的工程应用
    5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

【引证文献】

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1 陈超超;桥梁检测车臂架结构仿真分析[D];重庆理工大学;2010年

本文编号：2872733