起重机运行机构底座处裂纹形成的原因与对策研究

摘要

本文以武钢冷轧厂0号桥式起重机为对象，以大车运行机构底座处下盖板裂纹为研究内容，运用力学知识和基本原理对裂纹形成的机理进行了分析，通过模态分析和瞬态动力学分析，重点研究了该起重机运行机构处下盖板裂纹产生的机理。本文主要进行了以下研究：　　首先，对主梁进行静强度分析，通过起重机工作载荷与运行机构底座处裂纹形成关系的研究，推断出该起重机运行机构底座处下盖板开裂的原因是由于局部设计不合理造成的。　　其次，本文对主梁进行了模态分析，研究了主梁的振动特性以及运行机构底座处下盖板在振动的影响下，产生裂纹的可能性。　　随后，本文运用瞬态动力学对运行机构底座处下盖板裂纹产生的机理进行了深入研究，并结合模态分析的结果，找出了裂纹产生的根本原因，提出了相应的修复改进措施，同时对改进措施进行了分析。　　本文的所有理论分析工作都是运用大型有限元分析软件ANSYS完成的，在分析过程中，无论是对该起重机的有限元建模，还是静强度分析与动力学分析，都大量应用APDL语言，并进行了二次开发，使得模型建立的参数化和加载过程的自动化水平得到大大提升，提高了分析效率。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1起重设备在国民经济中的作用

1.2起重设备安全的重要性

1.3桥式起重机的疲劳性能研究现状

1.4课题的提出

第二章机械振动理论基础与有限元动力学分析技术

2.1机械振动理论基础

2.1.1机械振动微分方程

2.1.2机械振动分析的有限元法

2.2 ANSYS简介及其结构动力学分析

2.2.1 ANSYS软件的构成

2.2.2 ANSYS动力学分析介绍

第三章 冷轧0号车的现状分析

3.1冷轧0号车的故障现状

3.2 0号车的现场应力测试

3.2.1测点布置方式

3.2.2测试的载荷

3.2.3测试结果

3.2.4应力测试分析

3.3 0号车的现场振动信号测试

3.3.1振动测试的传感器及测点布置

3.3.2测试的载荷

3.3.3测试的结果

3.3.4振动信号时域分析

第四章冷轧0号车有限元分析

4.1有限元模型的建立

4.1.1主梁的结构特点

4.1.2单元选择

4.1.3建模方式

4.1.4约束与边界条件

4.2 APDL参数化分析语言

4.2.1 APDL参数化语言简介

4.2.2主梁有限元分析的APDL应用

4.3 0号车主梁的静强度分析

4.3.1载荷工况的确定

4.3.2静强度分析算结果

4.3.2结果分析

4.4模态分析

4.4.1主梁模态分析模型

4.4.2运行机构处下盖板模态分析

4.4.3结果分析

4.5瞬态动力学分析

4.5.1模型的建立

4.5.2载荷历程的选取与施加

4.5.3瞬态动力学分析结果

4.5.4结果分析

4.6裂纹形成的机理分析

第五章 改进措施研究

5.1改进措施

5.2整改结构的动力学分析

5.2.1有限元模型建立

5.2.2模态分析

5.2.3瞬态动力学分析

5.3整改措施的效果分析

第六章结论与展望

6.1本文所做的主要工作

6.2展望

参考文献

致 谢