桁架门式起重机主梁三维设计与分析

摘要

本文阐述了目前国内外桁架门式起重机的研究现状、发展方向及其在工业生产中的重要作用。在此基础上，针对桁架门式起重机主梁杆构件较多、设计繁琐、分析困难等特点，提出了对主梁结构进行设计、建模及工程分析一体化的设计方案。
　　 首先对桁架门式起重机主梁结构进行设计，包括类型及材料的选择、参数的确定、杆件截面尺寸计算、载荷的计算、载荷组合形式的选择及强度刚度稳定性的验算；其次应用SolidWorks对跨度39.6米，起重量35+35吨的双梁桁架门式起重机主梁进行了三维建模设计，采用两种方法对该桁架门式起重机建立三维有限元模型，并对两种建模方法进行比较；再次针对各种载荷工况，用SolidWorks-Simulation对主梁进行了有限元分析，验证在各种工况下主梁危险截面的强度和刚度；最后以跨度39.6米桁架门式起重机主梁为桁架门式起重机的基本模型，结合桁架结构特点，以Windows操作平台、VB6.0为二次开发环境，开发了桁架门式起重机主梁的参数化设计、建模和有限元分析一体化设计分析软件。
　　 跨度为39.6米桁架门式起重机主梁设计分析一体化的实现，对提高桁架门式起重机的设计质量、缩短设计周期、降低设计成本具有显著优越性；而设计分析软件操作简便、建模效率高、实用性强、为企业研发新产品提供了方便。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 问题提出

1.2 桁架式起重机发展现状

1.3 起重机CAD/CAE发展现状

1.4 CAD/CAE技术特点及应用软件

1.4.1 CAD/CAE内涵及特点

1.4.2 CAD/CAE的应用软件

1.5 课题研究内容和意义

第二章 桁架门式起重机主梁结构设计

2.1 桁架门式起重机结构

2.1.1 起重机结构类型

2.1.2 桁架结构的组成及特点

2.2 桁架计算模型建立过程

2.3 主梁结构主要技术参数

2.4 杆件截面设计

2.5 载荷计算

2.5.1 载荷计算原理

2.5.2 载荷计算

2.6 主梁强度、刚度验算

2.7 本章小结

第三章 桁架门式起重机三维CAD设计

3.1 Sol idWorks功能及特点

3.1.1 SolidWorks的基本功能

3.1.2 SolidWorks软件特点

3.2 SolidWorks三维建模思路

3.3 桁架门式起重机三维有限元模型方案

3.3.1 三维有限元模型的两种设计方案

3.3.2 设计方案的对比

3.4 SolidWorks的二次丌发

3.4.1 二次丌发原理[28]

3.4.2 二次开发思路

3.5 SolidWorks二次开发的过程

3.5.1 二次开发的目的

3.5.2 选择VB语言进行Sol idWorks二次开发

3.5.3 SW的对象模型

3.5.4 变量的声明

3.5.5 在丌发环境中添加类型库的引用

3.5.6 录制宏——快速写代码的方法

3.6 桁架门式起重机主梁有限元模型的参数化设计

3.6.1 桁架结构模型参数化设计步骤

3.6.2 桁架式起重机三维参数化模型的实现

3.7 本章小结

第四章 桁架门式起重机CAE工程分析

4.1 有限元法的发展

4.2 有限元法的分类及特点

4.3 有限元法分析流程

4.4 有限元分析软件Sol idWorks Simulation

4.4.1 Sol idWorks Simulation概况

4.4.2 Sol idWorks Simulation有限元分析原理

4.4.3 Sol idWorks Simulation有限元分析的过程

4.5 本章小结

第五章 工程实例分析

5.1 起重机参数的确定

5.1.1 起重机工作级别及基本尺寸

5.1.2 起重机的工作速度

5.1.3 结构材料选取

5.1.4 起重机载荷确定

5.2 桁架门式起重机有限元模型的理论计算

5.2.1 危险截面的确定

5.2.2 静态刚度的值

5.3 桁架式起重机有限元分析过程

5.3.1 创建算例

5.3.2 应用材料

5.3.3 添加约束

5.3.4 施加载荷

5.3.5 划分网格

5.3.6 运行分析

5.4 分析结果

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 本文创新点

6.3 不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文