轻型钢结构吊车梁力学性能研究

摘要

本文是以门式刚架轻钢厂房中应用的单轴对称工字形截面吊车梁为对象，研究其实际工作中存在约束扭转对吊车梁受力性能的影响，探讨吊车梁传统设计方法的合理性，因此本研究具有重要的理论与实际工程意义。　　本文设计了5t、10t、15t、20t4种不同吨位的单轴对称工字形截面吊车梁，并应用MATLAB程序分别对其进行了优化计算，得到了吊车梁的最小截面尺寸。然后应用传统方法(不考虑约束扭转)和薄壁结构理论(考虑约束扭转)对吊车梁进行了理论分析，并进行了有限元计算分析；通过改变吊车梁上翼缘宽度和梁高，研究了吊车梁的约束扭转作用。通过对各种方法计算结果的对比分析，讨论了吊车梁传统设计方法合理性。吊车梁传统设计方法的计算结果不能真实反映吊车梁结构的受力性能。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1吊车梁的发展概况

1.2钢结构吊车梁的组成形式及力学特点

1.3选题的意义

1.4论文的主要内容

第2章轻钢吊车梁的设计方法及优化分析

2.1概述

2.2吊车梁的截面选择

2.2.1梁的高度

2.2.2腹板厚度

2.2.3翼缘尺寸

2.3吊车梁的内力计算及截面

2.3.1内力计算

2.3.2整体稳定计算

2.3.3强度计算

2.3.4刚度计算

2.3.5局部稳定计算

2.4吊车梁的优化分析

2.4.1 MATLAB约束优化问题的特点

2.4.2吊车梁的优化

2.5本章小结

第3章 薄壁杆件的弯曲和扭转理论

3.1概述

3.2薄壁杆件的弯曲

3.3薄壁杆件的弯曲扭转

3.4简支薄壁开口截面杆件弯曲和扭转共同作用截面应力

3.5本章小结

第4章吊车梁应力的解析法分析

4.1应用程序简介

4.2荷载的选取

4.3竖向荷载偏心为10mm的吊车梁应力分析

4.3.1竖向荷载偏心为10mm的5t～20t吊车梁应力分析

4.3.2 5t～10t吊车梁加宽上翼缘引起的翼缘应力变化

4.3.3 5t～10t吊车梁加高腹板引起的翼缘应力变化

4.4竖向荷载无偏心的5t吊车梁应力分析

4.4.1竖向荷载无偏心的5t吊车梁应力曲线分析

4.4.2 5t吊车梁加宽上翼缘引起的翼缘应力变化

4.4.3 5t吊车梁增加腹板高度引起的翼缘应力变化

4.5本章小结

第5章吊车梁有限元计算结果分析

5.1计算模型的选取

5.2基本假定

5.3计算简图

5.4吊车梁应力分析

5.4.1吊车梁受力变形简图

5.4.2 5～20t吊车梁应力分析

5.5 ANSYS应力分析与理论计算结果比较

5.5.1 ANSYS应力分析与理论计算结果比较

5.5.2增加吊车梁上翼缘宽度的应力分析

5.5.3增加吊车梁腹板高度的应力分析

5.6考虑吊车轨道作用的应力分析

5.7本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

作者简介