液压克令吊结构设计及关键部件静动态分析

摘要

液压克令吊是船舶上普遍使用的一种装卸货设备,在额定的载荷下可以实现起升、变幅和回转三种运动,具有结构紧凑、操作简单、装卸效率高等特点。本文针对散货船35t/30m液压克令吊进行设计,在整体结构设计的基础上,根据液压克令吊的受力特点,对关键部件吊臂进行了结构静力分析以及模态分析,并对回转机构进行动力学仿真,为同类型产品的开发提供了一定的指导。
　　论文主要研究了以下内容:
　　1.根据液压克令吊的主要设计参数,确定了整体设计方案,对液压克令吊的起升机构、变幅机构和回转机构等进行了详细的结构设计,并应用Solidworks软件建立了整机的三维模型。
　　2.应用有限元分析软件ANSYS对主要受力部件吊臂进行结构静力分析,得到了吊臂在最大工作半径、最小工作半径两个极限工况下的应力和位移分布规律,证明吊臂的强度和刚度均满足要求。
　　3.应用有限元分析软件ANSYS对吊臂进行有限元模态分析,提取了吊臂的前十阶固有频率,绘制出相应的振型图,并计算发动机、卷筒振动及货物偏摆等引起的工作频率,证明不会发生共振现象。
　　4.应用动力学仿真软件ADAMS对液压克令吊回转机构进行动力学仿真,研究回转机构在最大工作半径起吊额定载荷工况下,货物对吊臂头部动载荷的变化规律,为回转机构设计提供一定的理论依据。

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Contents

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外相关领域的研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 本章小结

第2章 基本理论

2.1 有限元基本理论

2.2 模态分析理论

2.3 动力学理论

2.4 本章小结

第3章 液压克令吊结构设计

3.1 概述

3.2 作业条件和主要技术参数

3.3 结构设计

3.4 液压克令吊的装配体模型

3.5 本章小结

第4章 吊臂结构静力分析

4.1 ANSYS简介

4.2 计算对象

4.3 有限元模型

4.4 评定标准

4.5 计算结果及分析

4.6 本章小结

第5章 吊臂结构动力学模态分析

5.1 模态提取方法

5.2 模态振型图和固有频率表

5.3 工作频率计算

5.4 计算结果分析

5.5 本章小结

第6章 回转机构动力学仿真

6.1 ADAMS简介

6.2 钢丝绳建模

6.3 回转机构动力学仿真

6.4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢