平头式塔式起重机臂架参数化计算系统的研究

摘要

塔式起重机作为建筑行业一个重要的施工设备，其重要性也逐渐的突显出来，市场竞争也日趋激烈。如今的高层和超高层建筑不断增多，对于塔式起重机设计的要求也越来越严格。在生产商看来这既是一个难得机会，也是一个巨大的挑战。首先塔机在结构设计上要新颖，而且要保证成本最低;其次在计算方面需要结果准确，且耗时最少。这样才能使公司高效率的运营，并在塔机生产领域占据主导的位置。本文作者针对平头式塔机的计算问题，开发了通用的臂架参数化计算系统。
　　本计算系统的开发是以实际工程中平头式塔机为研究对象，收集平头式塔机的截面形式、臂节变化形式和常用钢材型号，将其加入到计算系统内部，增强其应用的广泛性。系统中包括了正三角形准平头式、正三角平头式、倒三角准平头式和倒三角平头式四种臂架，并且能够实现平头式塔机多种形式的截面变化，也可以完成矩形节与三角形节的转换和臂架腹杆角度的改变。对于同一臂节上的不同腹杆，可将其分别定义，使模型与实际情况更接近。本系统的运行是利用ANSYS软件的二次开发功能，使其与编程软件VisualBasic相结合，创建出简洁的人机操作界面。在操作者输入相关的数据参数后，VB可以通过内部程序直接将臂架模型的命令流程序输出到文本文件中，然后经过ANSYS的调用，从而完成计算分析。在结果输出方面，利用VB中数组储存计算数据，同时对不同计算数据进行比较，得出最大的应力值，最终以列表的形式在VB界面中显示出来。运用软件分析臂架不仅减少了计算时间，同时也增加了计算的准确性。
　　为了验证系统计算的准确性和可行性，文中以70/300塔机为例，分析了臂架的强度。利用手动计算值与软件输出值进行比较，求出误差的大小，并检验是否在允许的范围内。
　　针对倒三角形臂架的箱型下弦杆，本文对单节间的下弦杆进行了局部受力分析。在ANSYS中建立模型，并且将载重小车的轮压以垂直载荷形式施加在下翼缘板上，通过调节板厚和板间距，分析板厚和板间距对下弦杆局部应力和位移的影响，为箱型下弦杆选择方面提供了依据。对于分析过程中模型重复建立的问题，本文又对下弦杆分析的参数化计算方法进行了研究，从而使分析过程更加简便。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 课题研究的目的和意义

1．2．1 课题研究的目的

1．2．2 课题研究的意义

1．3 国内外研究现状及发展趋势

1．3．1 国内研究现状

1．3．2 国外研究现状

1．4 本文主要研究内容

第二章 有限元软件的参数化开发技术

2．1 参数化技术

2．2 参数化应用软件简介

2．2．1 ANSYS简介

2．2．2 APDL语言介绍

2．2．3 Visual Basic软件介绍

2．2．4 VB与ANSYS接口技术

2．3 本章小结

第三章 平头式塔机臂架参数化计算系统的研究

3．1 平头式塔式起重机的结构特点

3．2 塔式起重机参数化建模相关参数提取

3．2．1 定义单元属性参数

3．2．2 臂架不同截面形式介绍及几何参数的定义

3．3 参数化建模总体流程

3．4 平头式塔机臂架参数化计算系统

3．4．1 分析对象选择

3．4．2 整体臂架的受力分析

3．5 本章小结

第四章 参数化计算应用实例

4．1 实例分析

4．1．1 基本设计参数

4．1．2 杆件参数

4．1．3 载荷的计算和旆加

4．1．4 计算结果分析

4．2 本章小结

第五章 箱型下弦杆在轮压作用下局部受力分析

5．1 有限元模型建立

5．2 计算工况分析

5．3 有限元模型加载

5．4 有限元结果分析

5．4．1 分析两侧腹板距离和小车位置变化对下弦杆的影响

5．4．2 分析下翼缘板厚度对下弦杆的影响

5．4．3 分析腹板厚度对下弦杆的影响

5．4．4 结论分析

5．5 下弦杆局部受力分析的参数化计算

5．6 本章小结

第六章 结论

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简介

致谢