400吨米多吊点水平臂塔式起重机结构设计与分析

摘要

本课题来源于哈尔滨工业大学工程机械及物流技术系与山东丰汇设备技术有限公司联合开发项目。针对400吨米多吊点水平臂塔式起重机静定吊臂结构的特点,对塔机进行了结构设计与分析。
　　首先基于多吊点静定结构塔机的特点,根据厂家对塔机的性能要求确定了主要技术参数,依据设计规范中的方法和要求并结合实际生产经验,运用传统的设计计算方法基于强度理论对塔机进行了总体结构设计,并对重要结构部件进行了刚度、稳定性校核。
　　利用有限元分析软件ANSYS在塔机总体结构设计的基础上对本塔机整机进行了有限元参数化建模,在建模过程中对回转平台及接头抱瓦部分进行了等效简化处理。利用建立的有限元模型对塔机的强度、刚度和稳定性进行了计算分析,通过计算分析修改了手工设计尺寸,以使其满足强度、刚度和稳定性要求。利用ANSYS软件基于板壳和实体单元理论建立了等效简化处理部分实际结构的有限元模型,得出了这些部分的精确的计算结果。经过反复计算和尺寸修改后,得到了满足强度要求的结构参数。
　　利用已经建立的塔机有限元模型对本塔机进行了模态分析,得出了各阶频率与振型;进行了简谐激振力作用下的谐响应分析,得出了稳态响应;进行了吊重提升、吊重卸载工况下的瞬态动力学分析,得出了变形的时间历程响应以及结构的动态应力。最后基于二阶理论对多吊点水平臂塔机吊臂起升平面外的稳定性进行了分析,得出吊臂起升平面外的稳定性满足要求。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.2 国内外在该领域的研究现状和分析

1.3 本课题的主要研究内容

第2章 多吊点水平臂塔式起重机总体结构设计

2.1 多吊点水平臂塔式起重机性能要求及技术参数

2.2 塔机结构设计的原则与方法

2.3 吊臂结构设计

2.4 塔帽与平衡臂结构设计

2.5 塔身结构设计

2.6 本章小结

第3章 多吊点水平臂塔机结构静力学分析

3.1 基于ANSYS的塔机结构有限元建模

3.2 有限元分析中施加的载荷

3.3 工况及载荷组合

3.4 多吊点水平臂塔式起重机强度刚度及稳定性分析

3.5 回转平台有限元建模分析

3.6 接头抱瓦有限元分析

3.7 本章小结

第4章 多吊点塔机结构动力学分析及吊臂平面外稳定性分析

4.1 模态分析数学模型

4.2 塔机模态分析

4.3 塔机谐响应分析

4.4 塔机瞬态动力学分析

4.5 多吊点水平臂塔机吊臂起升平面外稳定性分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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