基于ANSYS的塔式起重机静动态特性分析

摘要

本文针对目前国内外塔式起重机的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用,进行了塔式起重机的静动态特性分析课题研究。本文运用有限元工程分析理论,对塔式起重机中关键金属结构--吊臂结构的静动态响应进行分析,进而达到指导设计和提高塔式起重机技术性能的目的。
　　 根据塔式起重机的生产实际需要,就有限元方法用于塔式起重机的有关理论和实现原理进行了阐述,在对塔式起重机的结构分析的基础上,进行了塔式起重机的建模、单元划分、约束处理以及外载荷处理等方面的工作。
　　 研究过程主要分静态分析和动态分析两个阶段,分析工具使用了大型有限元软件ANSYS,得到了静动态工况下的位移和应力分布规律,并与设计理论值进行比较,依据分析所得结论对产品进行客观评价。
　　 本论文旨在对我国起重机的计算机工程分析手段做进一步研究,特别是动态特性的诊断等问题,希望文中所利用的方法对我国起重机行业相关研究有借鉴作用。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 塔式起重机基本概念

1.2 塔式起重机的构成及分类

1.2.1 塔式起重机的构成

1.2.2 塔式起重机的分类

1.3 国内外塔机发展概况

1.3.1 国外塔机发展概况

1.3.2 国内塔机发展概况

1.3.3 塔机CAE分析现状

1.4 研究意义及研究内容

2 塔式起重机特性研究的有限元基础理论分析

2.1 有限元分析概述

2.1.1 有限元法的基本知识

2.1.2 有限元的发展历史

2.1.3 有限元分析的基本原理

2.1.4 有限元分析过程

2.1.5 有限元动态分析过程

2.2.ANSYS概况

2.2.1 ANSYS软件介绍

2.2.2 ANSYS在有限元中的地位

2.2.3 ANSYS功能特点

2.2.4 ANSYS软件的分析步骤

2.3 塔式起重机中的有限元分析研究

3 塔式起重机静力计算力学模型建立及分析

3.1 塔式起重机主要参数

3.1.1 工作级别及主梁尺寸

3.1.2 主要技术参数

3.1.3 起重机计算载荷分析

3.2 起重机静力学分析模型

3.2.1 简化模型

3.2.2 强度计算

3.3 起重机有限元模型建立

3.3.1 起重机的结构分析及有限元模型建立

3.3.2 划分单元

3.4 加载并求解

3.4.1 起重机约束处理

3.4.2 起重臂载荷处理

3.4.3 求解计算

3.5 静态计算结果分析

3.6 小结

4 塔式起重机动态计算模型建立及分析

4.1 塔机典型工作过程分析

4.1.1 计算工况的选择

4.1.2 典型工况分析

4.2 动载荷特性分析

4.2.1 吊重离地起升工况载荷确定

4.2.2 最大激振载荷的确定

4.2.3 吊重起升后起重小车加速启动工况

4.2.4 吊重起升后加速启动回转工况

4.3 塔式起重机动力学分析有限元模型建立

4.4 塔机结构动力学分析

4.4.1 模态分析

4.4.2 塔式起重机的瞬态完全法分析

4.5 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 下一步工作展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的主要学术成果

致谢