履带式起重机臂架结构静动态分析研究

论文摘要

本论文以徐州重型机械有限公司QUY220型履带式起重机为研究对象,利用计算机辅助有限元分析软件ANSYS对臂架结构进行结构静动态响应分析,提供结构强度、刚度和动态特性分析结果。特别是动态特性问题做了比较深入的研究,为其优化设计和实际操作提供必要参考。1.对臂架进行线性静力分析,按照工况表提供的载荷工况施加载荷,按照实际情况对模型施加约束,对五种危险工况进行了分析计算,提取静态变形云图和应力分布云图,并根据起重机设计规范进行刚度和强度校核。2.对臂架结构进行模态分析,根据模态分析特点,提取前10阶模态的固有频率和振型,并对能量影响较大振型进行详细分析和说明。3.现场对QUY220履带起重机结构动静态应变测试,测量其部分点在作业工况的特定方向应力。本论文经过有限元计算为履带式起重机臂架的结构优化和提高结构强度提供了数据参考,本论文的计算分析也为其他类型履带式起重机臂架的静动态响应分析提供了一种分析方法。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的来源和意义
• 1.2 起重机概述和分类
• 1.3 国内外履带式起重机现状和发展趋势
• 1.3.1 国内外履带起重机的发展现状
• 1.3.2 进口履带起重机市场分析
• 1.3.3 未来履带起重机的发展趋势
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第二章 有限元理论及使用软件介绍
• 2.1 有限元法工程思想
• 2.2 有限元法解题思路
• 2.3 弹性力学的有限元法
• 2.3.1 线弹性力学的变分原理
• 2.3.2 利用最小位能原理建立有限元方程
• 2.4 本论文使用软件及其特点
• 2.5 本章小结
• 第三章 履带式起重机臂架模型建立
• 3.1 模型简化
• 3.2 边界确定
• 3.3 载荷计算
• 3.4 本章小结
• 第四章 臂架结构静力学分析
• 4.1 载荷工况
• 4.1.1 工况
• 4.1.2 载荷组合
• 4.2 主臂工况
• 4.2.1 主臂工况1
• 4.2.2 主臂坐标系
• 4.3 位移计算分析公式
• 4.4 应力计算分析公式
• 4.4.1 应力准则说明
• 4.4.2 结构件材料的许用应力
• 4.5 主臂工况1计算结果校核
• 4.5.1 主臂工况1位移结果校核
• 4.5.2 主臂工况1应力结果数据
• 4.5.3 主臂工况1强度校核
• 4.6 主臂工况2
• 4.6.1 主臂坐标系
• 4.6.2 主臂工况2位移结果校核
• 4.6.3 主臂工况2应力结果校核
• 4.7 轻型臂工况
• 4.7.1 轻型臂坐标系
• 4.7.2 轻型臂工况计算结果分析
• 4.8 主副臂工况
• 4.8.1 主副臂坐标系
• 4.8.2 主副臂应力计算结果分析
• 4.9 塔臂工况
• 4.9.1 塔臂坐标系
• 4.9.2 塔臂应力计算结果分析
• 4.10 本章小结
• 第五章 QUY220型履带起重机动静态应变测试
• 5.1 测试目的
• 5.2 测试方案
• 5.3 测试工况
• 5.4 测试结果
• 5.4.1 主臂吊重工况
• 5.4.2 主塔臂吊重工况
• 5.5 静态、动态测试工况结果
• 5.5.1 静态、动态测试工况应力应变原始数据
• 5.5.2 动态测试工况应变曲线
• 5.6 结果分析
• 第六章 臂架结构模态分析
• 6.1 模态分析理论
• 6.1.1 多自由度系统频率函数
• 6.1.2 自由振动的拉格朗日方程
• 6.2 模态分析模型建立条件
• 6.2.1 模态分析边界条件的确定
• 6.2.2 模态分析载荷条件的确定
• 6.3 臂架模态分析结果
• 6.4 本章小结
• 第七章 研究总结与展望
• 7.1 本论文研究总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢