桥门式起重机箱梁结构与加劲肋的耦合机理研究

发布时间：2017-06-06 00:02

  本文关键词：桥门式起重机箱梁结构与加劲肋的耦合机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：桥门式起重机的主梁是整机结构最重要的部分,且占据了整机结构的很大部分重量。其广泛应用于港口码头、货场搬运、结构安装等,在国民经济中起着至关重要的作用,为促进全社会的发展做出了突出贡献。欧式起重机偏轨箱梁大隔板的布置间距比我国大,结构简洁、轻便、寿命长、可靠性高。因此,对其主梁结构的研究具有非常重要的实际意义。 本文研究对象为偏轨箱型双梁桥式起重机主梁结构及其横向加劲肋,研究工具为ANSYS有限元分析软件,研究的主要工作内容为：编写主梁的APDL参数化计算程序,包括建模、加载、约束、刚度计算、强度计算、屈曲稳定性计算及约束扭转计算；研究载荷作用于主梁跨中时,箱梁横向加劲肋和箱梁自身尺寸参数之间在偏轨箱梁的刚度、强度、屈曲稳定性及约束扭转等方面的耦合机理。研究过程为：编写APDL参数化计算程序—根据研究的需要建立相应有限元模型—进行有限元计算—对计算结果进行总结。 针对某一偏轨箱型双梁桥式起重机主梁,研究结果表明：加劲肋间距对主梁抗弯刚度的影响很小,且无明显规律；加劲肋间距为某一值时(这里为4.8m),主梁下翼缘板各节点应力曲线汇交于某点,下翼缘板跨中应力分布最均匀,平均值为70.0875MPa；箱梁主腹板厚度与其稳定性间的函数关系可用幂函数表达,表达式为y=288.69X2.7922,相关系数0.9988；若箱梁腹板高度增大,其屈曲特征值将减小；若箱梁加劲肋间距增大,其特征屈曲值将减小,且随加劲肋间距的增大其特征屈曲值减小的过程逐渐变缓。针对本箱梁,加劲肋间距在2.0m-6.0m范围内,箱梁特征屈曲值下降较为平缓,且下降趋势近似为线性；加劲肋间距增大会导致箱梁抗扭刚度减小,但影响不大；无约束扭转载荷下,加劲肋间距从1.6m-6m这一段,随着加劲肋间距的增大,主梁跨中下翼缘板节点应力反而减小；加劲肋间距与箱梁下翼缘板跨中任一节点对应的约束扭转应力为近似线性关系。 本论文选题结合国家自然科学基金项目(51175442),研究结果为桥门式起重机箱梁结构加劲肋的设计提供了参考依据,尤其在考虑偏轨箱梁屈曲稳定性和约束扭转应力影响时参考意义更大。
【关键词】：桥门式起重机 主梁 加劲肋 刚度分析 强度分析 屈曲分析 约束扭转分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 课题的研究背景与意义11-12
• 1.2 起重机的应用与发展12-13
• 1.3 薄壁梁介绍13-14
• 1.4 起重机箱梁结构研究14-17
• 1.4.1 起重机箱梁结构轻量化研究现状14-15
• 1.4.2 箱梁刚度相关研究15
• 1.4.3 箱梁强度相关研究15-16
• 1.4.4 薄板稳定性相关研究16
• 1.4.5 箱梁约束扭转相关研究16-17
• 1.5 本课题研究的内容17-18
• 第2章 ANSYS软件及箱梁建模18-25
• 2.1 有限元理论18-20
• 2.1.1 有限元法的要点和特性18
• 2.1.2 有限元分析的力学基础18-19
• 2.1.3 有限元法的现状及未来19-20
• 2.2 ANSYS基本介绍20-22
• 2.2.1 ANSYS软件功能20
• 2.2.2 ANSYS软件建模20-21
• 2.2.3 APDL与GUI相比较21-22
• 2.3 偏轨箱梁有限元模型的建立22-24
• 2.4 小结24-25
• 第3章 加劲肋与偏轨箱梁刚度的耦合机理研究25-31
• 3.1 刚度理论25-26
• 3.1.1 静刚度的重要性25-26
• 3.1.2 梁的抗弯刚度26
• 3.2 偏轨箱梁挠度与加劲肋间距的耦合机理研究26-30
• 3.3 小结30-31
• 第4章 加劲肋与偏轨箱梁强度的耦合机理研究31-35
• 4.1 概述31
• 4.2 偏轨箱梁强度与加劲肋间距的耦合机理研究31-34
• 4.3 小结34-35
• 第5章 加劲肋与偏轨箱梁屈曲稳定性的耦合机理研究35-47
• 5.1 结构屈曲稳定性概述35-36
• 5.2 杆件稳定理论36-37
• 5.3 板稳定性理论37-39
• 5.3.1 薄板屈曲的特点37-38
• 5.3.2 薄板稳定性分析的方法38-39
• 5.4 特征值屈曲分析39-40
• 5.4.1 特征值屈曲分析理论39-40
• 5.4.2 特征值屈曲分析步骤40
• 5.5 偏轨箱梁屈曲稳定性分析40-46
• 5.5.1 箱梁的局部稳定性41
• 5.5.2 偏轨箱梁屈曲稳定性与主腹板厚度的耦合机理研究41-44
• 5.5.3 偏轨箱梁屈曲稳定性与腹板高度的耦合机理研究44-45
• 5.5.4 偏轨箱梁屈曲稳定性与加劲肋间距的耦合机理研究45-46
• 5.6 小结46-47
• 第6章 加劲肋与偏轨箱梁约束扭转的耦合机理研究47-63
• 6.1 概述47
• 6.2 闭口薄壁梁约束扭转理论47-55
• 6.2.1 乌曼斯基闭口薄壁梁理论概述47-51
• 6.2.2 广义坐标法概述51-55
• 6.3 偏轨箱梁约束扭转刚度与加劲肋间距的耦合机理研究55-58
• 6.4 偏轨箱梁约束扭转应力与加劲肋间距的耦合机理研究58-62
• 6.5 小结62-63
• 结论与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果69

【参考文献】

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本文编号：424895