大型履带起重机主臂强度分析及试验研究

发布时间：2017-05-19 18:28

  本文关键词：大型履带起重机主臂强度分析及试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：履带起重机具有起重能力强，起升高度高，可带载行驶等优点，在石油化工、电力、钢铁、桥梁、海洋工程以及市政场馆等领域得到了广泛应用。随着经济建设的高速发展，石油化工、核电等行业建设规模越来越大，要求起重机的能力越来越高，履带起重机向大型化、智能化和专用、多功能方向发展。 本文对3000吨级大型履带起重机主臂进行了总体结构设计，采用并联双桁架式主臂结构，为带中间刚性连接的双主臂结构，下部为平行结构，头部向内并拢，，符合受力平顺原理，同时改善了吊具尺寸。 主臂是起重机重要的承载部件，其强度和刚度对整机的安全使用有直接影响，本文重点研究解析法和有限元法对这种并联双桁架式主臂结构力学性能分析和考核评价。分析了主臂载荷组合、安全系数的选取、材料许用应力、整体刚度和稳定性等考核指标。主臂的结构力学分析，包括主臂整体稳定性，弦杆和腹杆局部稳定性，主臂结构强度，主臂变幅平面内的位移，回转平面内的侧向位移和起臂扰度。 本文应用有限元分析方法，结合3200t履带起重机主臂进行了计算分析，主要对臂架的强度和稳定性采用非线性有限元方法进行分析校核，同时对臂架侧向刚度和起臂扰度的进行校核。因主臂为桁架焊接结构，还对其主要焊缝结构进行了焊缝静强度和疲劳强度方面的解析法计算分析，并与有限元分析方法进行了对比。 最后对两种典型分析工况进行了实车吊载试验，对有限元模型及分析方法进行验证，充分证明了该方法的可行性。 本研究为超大型履带起重机的主臂设计提供一种结构形式的参考，同时为主臂的强度计算提供了一种可行的分析校核方法。
【关键词】：履带起重机 并联主臂 有限单元法 焊缝强度 试验研究
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题的背景9
• 1.2 履带起重机发展现状9-13
• 1.2.1 国外履带起重机发展现状9-12
• 1.2.2 国内履带起重机发展现状12-13
• 1.2.3 履带起重机发展趋势13
• 1.3 论文的主要内容13-15
• 第2章 起重机主臂解析计算方法15-41
• 2.1 起重机主臂总体设计15-17
• 2.2 主臂解析法计算方法17-25
• 2.2.1 载荷情况及组合17
• 2.2.2 安全系数的选取及材料许用应力计算17-20
• 2.2.3 构件受力计算20-21
• 2.2.4 臂架整体稳定性计算21-22
• 2.2.5 臂架结构强度计算22
• 2.2.6 臂架结构稳定性计算22-24
• 2.2.7 单肢稳定性计算24
• 2.2.8 臂架结构刚度计算24
• 2.2.9 腹杆稳定性计算24-25
• 2.3 主臂结构计算25-38
• 2.3.1 主臂结构及基本参数25-26
• 2.3.2 主臂主要计算参数26-28
• 2.3.3 主臂强度计算28-36
• 2.3.4 主臂结构解析法计算结果汇总36-38
• 2.3.5 臂架强度安全系数汇总38
• 2.4 主臂圆管壳体的局部稳定性校核38-41
• 2.4.1 主臂圆管壳体的局部稳定性理论38-39
• 2.4.2 主臂圆管壳体的局部稳定性校核实例39
• 2.4.3 主臂圆管壳体的局部稳定性校核汇总39-41
• 第3章 起重机主臂强度有限元分析41-55
• 3.1 起重机主臂有限元模型41-42
• 3.1.1 分析方法及技术路线41
• 3.1.2 计算模型41-42
• 3.1.3 计算内容42
• 3.2 臂架仿真计算结果42-55
• 3.2.1 应力计算结果42-50
• 3.2.2 位移计算结果50-52
• 3.2.3 稳定性计算结果52-55
• 第4章 主焊缝静强度及疲劳强度计算校核55-71
• 4.1 焊缝位置选择55
• 4.2 焊缝解析法计算55-67
• 4.2.1 焊缝强度结构计算分析55-57
• 4.2.2 焊缝的静强度与疲劳强度许用应力的计算方法57-58
• 4.2.3 计算校核58-67
• 4.3 主臂焊缝强度有限元计算分析67-71
• 4.3.1 关于焊接处焊缝的有限元建模处理67-68
• 4.3.2 主臂弦杆对接处焊缝强度有限元计算结果68-69
• 4.3.3 主臂 K 形节点焊缝强度有限元计算结果69-71
• 第5章 起重机主臂强度试验71-75
• 5.1 静应力测试与有限元分析验证71-72
• 5.2 臂架刚度测试与有限元分析验证72-75
• 第6章 总结与展望75-77
• 6.1 本文总结75
• 6.2 工作展望75-77
• 参考文献77-81
• 作者简介及其科研成果81-82
• 致谢82

【参考文献】

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本文编号：379513