大型浮式起重机滑动式回转支承结构优化研究

发布时间：2017-09-25 01:39

  本文关键词：大型浮式起重机滑动式回转支承结构优化研究

  更多相关文章： 浮式起重机 滑动式回转支承 结构模型试验 有限元分析 压力均衡

【摘要】：随着各国对石油需求的日益增加,石油开采逐渐向海上发展,海上工程的增多,构件尺寸和重量的增大对海上吊装提出了更高的要求,海上起重机的起重量越来越大。目前大吨位浮式起重机多采用滚子夹套式回转支承,这种回转支承已经无法满足日渐增大的起重量要求。故提出新型滑动式回转支承,这种回转支承因其结构特点,滑道接触面接触压力易分布不均,影响回转支承使用寿命及工作性能。 本文研究对象为浮式起重机滑动式回转支承。以均衡滑道接触面上接触压力及降低结构应力为目标,以ANSYS软件为主要工具,提出改变支撑立柱刚度,转台受力位置,增加滑道刚度等方法均衡滑道接触压力。为通过现场试验验证有限元接触计算方法及计算结果的准确性,根据合理结构设计试验用缩尺模型,设计了试验方案。 首先,分析回转支承的结构特点,确定有限元模型的简化方式,利用ANSYS建立回转支承原始设计方案有限元模型,确定边界条件,求解计算。并分析了可能造成局部应力过大及滑道接触面压力分布不均衡的原因。 其次,尝试从增强立柱刚度,改变滑道上受力位置,提高滑道刚度,增加滑道接触面积四个方向提出优化方案,均衡接触面压力。对比各方案滑道上接触压强分布曲线,判断优化效果。针对局部高应力部位采取设置加强筋,增加板厚等措施,降低局部应力。 然后,根据接触压力分布最均匀的方案设计试验模型。按不同的缩小比例,不同的结构形式提出了三种试验模型方案,确定试验模型边界条件。利用与原型相同的计算方法分别对三种试验模型方案计算求解,把三种试验模型方案的计算结果与原型计算结果进行对比,选择一个与原型相似程度最高的方案作为试验模型。 最后,根据试验模型与试验目的设计试验方案,为现场试验提供参考与建议。 本文的研究成果为浮式起重机滑动式回转支承相关工程设计人员提供了一些均衡接触压力的设计思路。也为组织类似大型机械钢结构小尺寸结构模型试验提供了一些方法上的参考。具有实际的工程应用价值。
【关键词】：浮式起重机 滑动式回转支承 结构模型试验 有限元分析 压力均衡
【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】：TH218
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国内外全回转浮式起重机发展简介10-11
• 1.2.2 全回转浮式起重机回转支承研究现状11-12
• 1.2.3 结构模型试验研究现状12-13
• 1.3 本文研究内容13
• 1.4 主要研究思路及技术路线13-15
• 2 回转支承有限元分析计算15-23
• 2.1 回转支承基本结构与参数15-16
• 2.2 回转支承有限元模型的建立16-19
• 2.2.1 模型的简化16-17
• 2.2.2 网格划分17
• 2.2.3 边界条件17-19
• 2.3 回转支承原型有限元计算结果19-22
• 2.4 本章总结22-23
• 3 回转支承结构优化23-41
• 3.1 可改动的结构位置23
• 3.2 结构优化方案一23-29
• 3.3 结构优化方案二29-34
• 3.4 结构优化方案三34-40
• 3.5 本章小结40-41
• 4 试验模型设计41-53
• 4.1 试验目的41
• 4.2 试验模型计准则41-42
• 4.3 试验模型材料选择42
• 4.4 试验模型设计方案42-44
• 4.4.1 试验模型方案一43
• 4.4.2 试验模型方案二43-44
• 4.4.3 试验模型方案三44
• 4.5 试验模型边界条件44-48
• 4.5.1 试验载荷44-46
• 4.5.2 确定试验模型约束方式46-48
• 4.6 试验模型各方案与原型有限元结果对比48-52
• 4.7 本章小结52-53
• 5 试验方案制定53-61
• 5.1 试验准备53-55
• 5.1.1 试验对象53
• 5.1.2 试验测试内容及方法53
• 5.1.3 试验原理53-54
• 5.1.4 试验仪器54-55
• 5.1.5 试验模型及试验设备安装定位55
• 5.2 试验测点55-58
• 5.2.1 测点命名规则55-56
• 5.2.2 测点的选取及测点位置56-58
• 5.2.3 传感器布置方式58
• 5.3 加载试验58-60
• 5.4 数据记录60
• 5.5 试验结束60
• 5.6 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张志明,徐丹铮,张超,邹雯,张太佶;大型起重船船型开发的若干技术问题初探[J];船舶;2005年01期

2 董玉文;任青文;苏琴;;接触摩擦问题的扩展有限元数值模拟方法[J];长江科学院院报;2009年05期

3 陈万吉,胡志强;三维摩擦接触问题算法精度和收敛性研究[J];大连理工大学学报;2003年05期

4 王悦民;王艳琳;童民慧;;超大型全回转浮吊新型回转支承装置关键技术的研究[J];中国工程机械学报;2009年02期

5 李杰;孙青军;王乐勤;;渐开线齿轮的接触分析[J];工程设计学报;2009年01期

6 张建军,王晓慧,王守信;工程接触问题的罚优化方法与罚因子的选取[J];河北工业大学学报;1999年06期

7 王兴东;刘源l，

本文编号：914649