快架塔折臂过程动态仿真与结构分析

摘要

随着新农村建设的火热进行，尤其是传统民居、古城镇等保护性建筑文物修缮工作的开展，急需一种结构更轻巧，能够更好适应狭小空间作业的起重设备，QTK16快架塔就是在此背景下设计的一款新型的折叠式快架塔机。起重臂是快架塔整机的重要组成部分，其动态性能的好坏直接影响到整个塔机的性能，结构设计的是否合理直接影响到整机的安全性，因此，对其进行动态仿真和结构有限元分析，具有很大的实际应用价值。本文以QTK16快架塔的起重臂为研究对象，利用计算机虚拟仿真技术，对起重臂的折叠过程进行了运动学、动力学仿真以及有限元分析，并对仿真结果进行了理论验证。
　　本文利用Pro/E和ADAMS软件联合对快架塔建立了虚拟样机模型。详细介绍了Pro/E建立实体模型和ADAMS建立钢丝绳模型的具体过程，并对两个软件的数据交换进行了阐述。结合塔机折叠的工作原理，为模型添加了约束和载荷。依据顶升油缸和展臂机构的技术参数，通过详细的理论计算，为模型建立了驱动函数。对建好的虚拟样机模型进行仿真，得出了运动学和动力学的仿真结果，并对仿真结果进行了详细的分析。对起重臂整体和局部进行受力分析，利用传统理论力学知识对起重臂的受力进行理论计算，并把计算结果与仿真结果进行了对比，验证了仿真结果的正确性。介绍了起重臂折叠过程中三个典型位置有限元模型的建立过程，包括几何模型的处理、单元类型的选择、材料属性和网格的划分、添加边界条件与载荷等。对建好的模型进行有限元分析，得出了仿真结果并进行分析。分析起重臂的结构和受力，依据材料力学知识对起重臂的整体位移进行理论计算，并把计算结果与仿真结果进行了对比，验证了仿真结果的正确性。通过对起重臂进行动力学和有限元仿真，得到完整可靠的仿真数据，为快架塔起重臂的设计和优化提供了重要的理论依据。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 快架塔的发展现状

1.3 论文研究的主要内容

第二章 快架塔概述及样机介绍

2.1 快架塔概述

2.2 快架塔的结构组成

2.3 快架塔折臂的工作原理

2.4 快架塔的主要技术参数

2.5 本章小结

第三章 快架塔仿真模型的建立

3.1 ADAMS软件简介

3.2 快架塔实体模型的建立

3.3 钢丝绳的建模技术

3.4 约束副、驱动和载荷的添加

3.5 整体模型的检验

3.6 本章小结

第四章 起重臂折叠的运动学和动力学仿真结果与分析

4.1 起重臂折叠的运动学仿真结果与分析

4.2 起重臂折叠的动力学仿真结果与分析

4.3 动力学仿真结果的理论验证

4.4 本章小结

第五章 快架塔起重臂的有限元分析

5.1 有限元软件简介

5.2 起重臂有限元模型的建立

5.3 仿真结果与分析

5.4 仿真结果的理论验证

5.5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢