基于刚柔耦合门式起重机静动态设计分析

摘要

新的钢轨装卸工艺要求采用大跨度门式起重机起吊百米钢轨，其特点是跨度大、吊重长度长、作业情况复杂、工作现场安全性要求高，因此需要门式起重机有较好的动态性能。因此，本文在静态分析基础上，进行了多体系统结构动力学仿真。 课题依托于实际项目，以60t重轨吊运电磁挂梁门式起重机为原型。在静力学分析计算后，根据门式起重机动力学原理，用有限元分析软件ANSYS和虚拟样机动力学分析软件ADAMS对门式起重机各典型工况进行多体动力学仿真，给出了有意义的仿真结果，并提供了具体的分析方法。论文中主要工作如下： 运用ANSYS软件建立了门式起重机的门架结构有限元模型，对其结构进行力学分析，得到静载作用下的应力及变形情况；对其进行特征屈曲分析，计算得到屈曲变形系数为3.3，满足门式起重机的稳定性要求；采用分块Lanczos法对门式起重机门架结构进行模态分析，得出门架结构的前六阶固有频率和振型。 将ANSYS中生成的门式起重机门架结构模态中性文件，导入ADAMS软件中作为柔性体，与Pro/E中生成的小车刚性体模型结合，建立门式起重机刚柔耦合模型。从而实现门式起重机吊重起升、大车运行过程的动态仿真。在大车不同运行速度下，对动态载荷变化情况进行比较，得出结果其随着运行速度的增大而增大。仿真中得到门式起重机作业过程中的动力学仿真数据，为深入了解门式起重机动态特性提供了有效的分析手段，为其结构设计提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2起重机的国内外发展现状及特点

1.3起重机现代设计方法

1.4论文主要研究内容及方法

2 门式起重机门架结构的有限元模型建立

2.1 门式起重机结构及工作原理

2.2 CAE技术及有限元理论

2.3建立有限元模型

2.4本章小结

3 门式起重机的结构力学分析和模态分析

3.1 门式起重机的结构力学分析

3.2 门式起重机的模态分析

3.3本章小结

4 ADAMS多体系统动力学模型建立

4.1 多体系统动力学研究概述

4.2 ADMAS软件简介

4.3 ADAMS的分析和计算方法

4.4 ADAMS中门式起重机模型构建

4.5本章小结

5 门式起重机典型工况下的动力学仿真分析

5.1 起升机构起吊过程分析

5.2大车运行过程分析

5.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢