ZLP500U型高空作业平台结构分析与优化

论文摘要

随着我国建筑业的发展,高层建筑突飞猛进,高空作业平台取代传统的脚手架已被人们所认识,并得到普遍应用。高空作业平台广泛应用于建筑外墙的装饰装修、清洗和维护等作业场合,而且高空作业平台以其装拆移动方便、操纵使用灵敏为施工提供了便捷。本文首先以高处作业平台悬挂机构为例,对高处作业平台(SAE)悬挂机构在预紧和承受极限载荷两种情况下,斜拉钢丝绳强度安全系数及吊臂的强度安全系数进行推导计算,在此基础上对ZLP500U高空作业平台悬挂装置进行有限元分析,提出了悬挂机构强度破坏的主要形式及提高悬挂装置强度的主要措施,并将此计算原理应用于工程实际。本文依据有限元方法设计理念与技术路线,主要针对ZLP500U型高空作业平台的承载机构平台,并根据力学、机械学等基本原理对结构进行适当的简化,利用有限元分析软件ANSYS与CAD软件的接口技术,建立了工作平台有限元模型。分析了三种实际工况下平台桁架结构的静态结构强度与刚度。通过对ZLP500U型高空作业平台的动态特性的研究,验证此U型高空作业平台的结构设计的合理性。采用subspace模态提取法对U型高空作业平台进行模态分析,得到U型高空作业平台的前六阶固有频率和振型;由结构谐响应分析和瞬态动力学分析,得到U型高空作业平台危险节点的激振频率和位移响应最大值。通过对结构动力学分析,可以指导U型高空作业平台设计的进一步优化,保证高空作业U型平台施工的安全性和平稳性。以有限元的分析结果为基础,以减少工作平台的重量为目标,以结构强度和刚度为约束条件,用一阶方法对工作平台结构进行了优化设计,得到优化结果,为结构改进提供了可靠的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外现有研究现状
• 1.1.1 国际现状
• 1.1.2 国内现状
• 1.2 需求分析
• 1.3 经济、社会、环境效益
• 1.3.1 经济效益
• 1.3.2 社会效益
• 1.3.3 环境效益
• 1.4 课题主要研究内容
• 第二章 高空作业平台结构组成及安全要求
• 2.1 概述
• 2.2 钢丝绳
• 2.2.1 国家标准GB19115-2003 对钢丝绳的要求
• 2.2.2 钢丝绳的安全使用
• 2.2.3 措施
• 2.3 提升机
• 2.3.1 国家标准GB19115-2003 对提升机的要求
• 2.3.2 提升机的种类及其工作原理
• 2.3.3 提升机承载能力
• 2.4 安全锁
• 2.4.1 国家标准GB19115-2003 对安全锁的要求
• 2.4.2 安全锁的种类及工作原理
• 2.4.3 安全锁制动性
• 2.5 工作平台安装
• 2.5.1 工作平台的安装程序
• 2.5.2 工作平台安装过程的方法
• 2.6 安全注意事项
• 2.6.1 一般要求
• 2.6.2 系统结构的要求
• 2.6.3 工作平台承载要求
• 2.6.4 工作平台的安装、拆除的要求
• 2.7 本章小结
• 第三章 有限元分析的基础理论与悬挂机构ANSYS分析
• 3.1 有限元法的发展概况
• 3.2 有限元法的基本理论
• 3.2.1 有限元法的基本思想
• 3.2.2 有限元法分析过程
• 3.3 有限元法对结构动态特性的分析
• 3.4 ANSYS 软件
• 3.5 高空作业吊平台悬挂机构强度安全计算
• 3.5.1 结构简介
• 3.5.2 风载荷的计算
• 3.5.3 极限载荷计算
• 3.5.4 抗倾覆验算
• 3.5.5 斜拉钢丝绳强度计算
• 3.5.6 吊臂强度计算
• 3.6 ZLP500U 型高空作业吊平台悬挂机构有限元分析计算实例
• 3.6.1 有限元模型的建立
• 3.6.2 施加载荷及求解
• 3.6.3 工程实际应用
• 3.6.3.1 移动悬挂机构强度计算
• 3.6.3.2 导轨强度计算
• 3.7 本章 小结
• 第四章 ZLP500U型高空作业平台工作机构有限元分析
• 4.1 ZLP500U 型高空作业平台结构简介
• 4.2 U 型高空作业平台的有限元分析
• 4.2.1 模型的建立
• 4.2.2 施加载荷
• 4.2.3 结果分析
• 4.3 本章 小结
• 第五章 ZLP500U型高空作业平台的动力学分析及优化设计
• 5.1 模态分析
• 5.1.1 模态分析理论
• 5.1.2 模态分析过程
• 5.1.3 模态结果分析
• 5.2 谐响应分析
• 5.2.1 谐响应分析理论
• 5.2.2 谐响应分析过程
• 5.2.3 谐响应分析
• 5.3 瞬态动力学分析
• 5.3.1 瞬态动力学分析理论基础
• 5.3.2 瞬态动力学分析过程
• 5.3.3 瞬态动力学结果分析
• 5.4 优化设计
• 5.4.1 优化设计方法
• 5.4.2 优化设计过程
• 5.4.3 优化结果
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 关于研究的进一步展望
• 参考文献
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢