履带起重机起臂过程力学分析与优化

发布时间：2017-08-01 11:18

  本文关键词：履带起重机起臂过程力学分析与优化

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【摘要】：随着世界经济和技术的发展,一方面人们对生活环境改变的要求,迫使大型建筑工程的兴起,另一方面资源的消耗导致人们对能源的需求不断增加,一些风电、石油化工和核电等大型能源设施应运而生,在这些工程施工过程中,履带起重机作为起重设备必不可少,并且.随着施工要求和难度的提高,起重机臂架组合变得多种多样,从开始简单的主臂工况到主臂+塔式副臂工况,再到主臂+塔式副臂+固定副臂工况,甚至于双主臂+双塔式副臂、双主臂+单塔式副臂等等,这给工程实际带来了方便,却也为起重机起臂过程增加了难度。本文在总结国内外起重机不同臂架组合起臂方式的基础上,利用MATLAB软件对常见工况起臂过程进行了全过程的受力分析,利用多目标优化算法对起臂过程进行了优化,主要工作内容和成果如下： (1)对履带起重机多种臂架组合方式,进行比较和判断,选择更加具有代表性的超起主臂起臂工况、超起塔式副臂起臂工况和超起塔式副臂+固定副臂起臂工况这三种工况,并对其变幅方式进行分析。 (2)对主臂起臂过程进行了力学分析,从短、中、长三个长度的主臂工况进行了比较,得到受力变化趋势和危险工况。 (3)针对主臂+塔式副臂组合臂架起臂过程,将其分为三个阶段进行,确定了三个危险工况,并将塔式副臂头部离地瞬间主臂和塔式副臂的夹角作为设计变量,得到各构件最大受力与此角度的关系,并进一步分析撑杆长度对各构件受力的影响。 (4)针对主臂+塔式副臂+固定副臂组合臂架起臂过程,将其分为四个阶段进行,确定了三个危险工况,并将塔式副臂头部离地瞬间主臂和塔式副臂的夹角作为设计变量,得到各构件最大受力与此角度的关系。 (5)塔式副臂工况各构件受力塔式副臂起臂角和撑杆长度的变化关系不一致,因此在满足各构件强度、稳定性等约束条件的前提下,利用遗传算法对主要构件的最大受力做了多目标优化。
【关键词】：履带起重机 臂架组合 起臂 力学分析 优化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 履带起重机概述10-12
• 1.1.1 履带起重机概述10-11
• 1.1.2 国内外履带起重机主要生产厂家11-12
• 1.2 履带起重机起臂研究现状12-14
• 1.2.1 履带起重机臂架组合方式12-13
• 1.2.2 履带起重机起臂研究现状13-14
• 1.3 课题研究意义14-16
• 1.3.1 课题背景和意义14
• 1.3.2 研究内容14-16
• 2 超起主臂工况起臂原理及受力分析16-23
• 2.1 超起主臂起臂系统介绍16-19
• 2.1.1 超起主臂起臂系统组成16
• 2.1.2 超起主臂系统起臂工作原理16-17
• 2.1.3 超起主臂系统起臂工况的力学模型17-19
• 2.2 超起主臂工况起臂受力分析19-22
• 2.2.1 短主臂起臂过程力学分析19-20
• 2.2.2 中主臂起臂过程力学分析20-21
• 2.2.3 长主臂起臂过程力学分析21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 超起塔式副臂工况起臂原理及受力分析23-38
• 3.1 塔式副臂工况臂架系统介绍23-27
• 3.1.1 塔式副臂工况臂架系统组成23-24
• 3.1.2 塔式副臂工况起臂工作原理24
• 3.1.3 塔式副臂工况起臂工况的力学模型24-27
• 3.2 塔式工况臂架系统起臂受力分析27-36
• 3.2.1 塔式工况模型参数27
• 3.2.2 长主臂+短塔式副臂各构件受力分析27-30
• 3.2.3 短主臂+长塔式副臂各构件受力分析30-31
• 3.2.4 中长主臂+中长塔式副臂各构件受力分析31-33
• 3.2.5 副臂起臂角对构件受力的影响33-36
• 3.2.6 撑杆长度对构件受力的影响36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 多副臂组合臂架起臂原理及受力分析38-58
• 4.1 多副臂组合臂架系统介绍39-46
• 4.1.1 多副臂工况臂架系统组成39-40
• 4.1.2 多副臂工况起臂工作原理40-41
• 4.1.3 多副臂工况起臂工况的力学模型41-46
• 4.2 多副臂组合臂架系统起臂受力分析46-57
• 4.2.1 多副臂组合臂架模型参数46-47
• 4.2.2 54m主臂+60m塔式副臂+36m固定副臂工况各构件受力分析47-50
• 4.2.3 60m主臂+48m塔式副臂+36m固定副臂工况各构件受力分析50-52
• 4.2.4 60m主臂+60m塔式副臂+36m固定副臂工况各构件受力分析52-55
• 4.2.5 副臂起臂角对构件受力的影响55-57
• 4.3 本章小结57-58
• 5 起臂方式与构件优化58-67
• 5.1 多目标遗传算法58-61
• 5.1.1 遗传算法简介58
• 5.1.2 遗传算法基本流程58-60
• 5.1.3 多目标优化问题60
• 5.1.4 多目标优化问题的遗传算法60-61
• 5.2 多目标遗传算法模型61-64
• 5.2.1 优化目标61
• 5.2.2 优化变量61
• 5.2.3 约束条件61-64
• 5.2.4 多目标遗传算法模型64
• 5.3 塔式副臂工况起臂优化算例64-66
• 5.3.1 塔式副臂工况优化模型参数64-65
• 5.3.2 优化结果分析65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-71
• 附录A 塔式工况力学分析部分MATLAB代码71-73
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

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本文编号：603976