塔式起重机空间结构动力学分析及动态监测技术研究

发布时间：2017-05-27 20:00

  本文关键词：塔式起重机空间结构动力学分析及动态监测技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塔式起重机是建筑用主导机械，主要用于建筑工地中提升和搬运建筑货物，并且在水电、化工、原子能、货场及港口等场地也有非常广泛的应用。然而塔机又具有工作频繁、施工环境复杂等特点，故障率往往很高。作为一种高耸作业特种机械，塔式起重机一旦发生事故就会给人民生命和财产安全带来巨大的危害。研究发现，引发塔机事故的原因主要有两个：1、在最初设计阶段，塔机设计方法存有缺陷，使其不能满足实际工况，导致结构构件出现问题，留下安全隐患；2、缺乏全面、规范的安全监控系统导致监管不力，塔机关键部件故障不能及时被检测出或存在违规操作现象，直接导致事故发生。 长期以来，塔机传统设计总是从二维运动角度对塔机进行受力分析，然而在现场施工中，其往往进行空间复合运动，针对塔机真实工作状况，本文创新性地运用空间矢量动力学理论对塔机的复合运动工作状态进行动力学分析，推导出塔机在复合工作状态下吊重的载荷计算方法，并结合VC++和ANSYS软件对塔机三维空间复合运动工况进行分析计算，提出一套行之有效的塔机动力学设计理论。 针对当前塔机安全监测管理现状，提出一种基于物联网和Internet的无线远程监测管理系统，利用物联网和无线网络监测技术[1]，，有效地实现了多传感器、多塔机、多区域的全国体系塔机工作状态监测、检测及分层管理，为塔机的实时状态监测管理提供了良好的技术支持，有效地控制塔机安全事故发生率。
【关键词】：塔式起重机 复合运动 工程矢量动力学 动态监测
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题来源11
• 1.2 塔机的研究状况分析11-13
• 1.2.1 塔机的国外研究状况11-12
• 1.2.2 塔机的国内研究状况12-13
• 1.3 工程矢量动力学概述13-14
• 1.3.1 工程矢量动力学简介13-14
• 1.3.2 工程矢量动力学在塔机设计的应用现状14
• 1.4 动态监测技术概述14-16
• 1.4.1 国外塔机动态监测技术14-15
• 1.4.2 国内塔机动态监测技术15-16
• 1.5 课题研究的背景与意义16-18
• 1.6 课题研究的主要内容18-19
• 1.7 本章小结19-21
• 第二章 塔机参数化设计及有限元建模21-35
• 2.1 塔机设计方法基础理论21-26
• 2.1.1 许用应力法21-22
• 2.1.2 塔机设计方法22-26
• 2.2 塔机参数化设计方法26-28
• 2.2.1 面向对象程序设计介绍26-27
• 2.2.2 MFC 在软件设计中的应用27
• 2.2.3 非模态对话框的构建27-28
• 2.3 塔机参数化建模方法28-29
• 2.3.1 APDL 简介28
• 2.3.2 塔机参数化建模模型简化及单元选择28-29
• 2.4 软件的实现及运行29-33
• 2.4.1 软件的程序设计29-30
• 2.4.2 软件的运行及显示30-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 塔机复合工况下动态载荷计算35-47
• 3.1 空间矢量动力学理论35-37
• 3.1.1 刚体空间运动学理论35
• 3.1.2 刚体在空间转动坐标系下的加速度35-37
• 3.2 塔机动力学计算模型及载荷计算方法37-44
• 3.2.1 塔机典型工况分析37-39
• 3.2.2 塔机复合工况下吊重载荷作用力39-42
• 3.2.3 起重臂和配重惯性载荷和离心力42-43
• 3.2.4 风载荷43-44
• 3.3 塔机复合工作计算软件设计44-46
• 3.3.1 程序编写基础理论44
• 3.3.2 动载计算软件设计44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章 塔机复合工况瞬态动力学分析47-59
• 4.1 有限元及 ANSYS 瞬态动力学分析简介47-48
• 4.2 塔机瞬态动力学具体分析流程48-49
• 4.3 塔机复合作业计算分析实例49-58
• 4.3.1 塔机设计参数49-50
• 4.3.2 塔机设计软件计算及有限元建模50-52
• 4.3.3 塔机复合工况选择及动载计算52-54
• 4.3.4 ANSYS 瞬态动力学分析54-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 塔机动态监测技术研究59-75
• 5.1 总体思路59-61
• 5.2 机载采集处理系统61-73
• 5.2.1 传感器技术61-64
• 5.2.2 数据采集及发送模块64-66
• 5.2.3 塔机无线动态监测系统样机的实现66-69
• 5.2.4 下位机系统软件的实现69-73
• 5.3 基站监控系统73-74
• 5.3.1 施工区基站监控系统73
• 5.3.2 市、省、部级监控系统73-74
• 5.3.3 附加可选模块74
• 5.4 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 总结75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-83
• 附录83-85
• 攻读学位期间参与的工程项目及发表的学术论文85-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张力,罗银兵;面向对象有限元飞轮模态分析程序设计[J];北京工商大学学报(自然科学版);2005年02期

2 李琳;;VC++中模态对话框和非模态对话框的编程[J];电脑编程技巧与维护;2006年03期

3 钱勇;;面向对象技术在学生管理系统设计中的应用[J];电脑与信息技术;2009年05期

4 刘高嵩;面向对象方法与Agent技术[J];福建电脑;2002年10期

5 郗容;;塔式起重机事故分析与安全管理[J];甘肃科技;2011年10期

6 王小龙;;塔式起重机又添“安全新卫士”[J];工程机械与维修;2010年04期

7 庄海华;朱森林;;谈塔机型号的分类与标记方法[J];建设机械技术与管理;2006年05期

8 李楠;任德志;徐丽萍;张四全;;塔式起重机数字化安全保护系统的设计与开发[J];机床与液压;2010年18期

9 夏瑞武;;APDL参数化有限元分析技术及其应用[J];机电产品开发与创新;2008年02期

10 尹强;陈世教;冀满忠;;基于ANSYS的塔式起重机结构模态分析[J];重庆建筑大学学报;2005年06期

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1 马琳伟;金属板材单点渐进成形数值模拟及机理研究[D];华中科技大学;2008年

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本文编号：401006