基于ANSYS的塔式起重机静动态特性分析

论文摘要

本文针对目前国内外塔式起重机的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用,进行了塔式起重机的静动态特性分析课题研究。本文运用有限元工程分析理论,对塔式起重机中关键金属结构——吊臂结构的静动态响应进行分析,进而达到指导设计和提高塔式起重机技术性能的目的。根据塔式起重机的生产实际需要,就有限元方法用于塔式起重机的有关理论和实现原理进行了阐述,在对塔式起重机的结构分析的基础上,进行了塔式起重机的建模、单元划分、约束处理以及外载荷处理等方面的工作。研究过程主要分静态分析和动态分析两个阶段,分析工具使用了大型有限元软件ANSYS,得到了静动态工况下的位移和应力分布规律,并与设计理论值进行比较,依据分析所得结论对产品进行客观评价。本论文旨在对我国起重机的计算机工程分析手段做进一步研究,特别是动态特性的诊断等问题,希望文中所利用的方法对我国起重机行业相关研究有借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 塔式起重机基本概念
• 1.2 塔式起重机的构成及分类
• 1.2.1 塔式起重机的构成
• 1.2.2 塔式起重机的分类
• 1.3 国内外塔机发展概况
• 1.3.1 国外塔机发展概况
• 1.3.2 国内塔机发展概况
• 1.3.3 塔机CAE分析现状
• 1.4 研究意义及研究内容
• 2 塔式起重机特性研究的有限元基础理论分析
• 2.1 有限元分析概述
• 2.1.1 有限元法的基本知识
• 2.1.2 有限元的发展历史
• 2.1.3 有限元分析的基本原理
• 2.1.4 有限元分析过程
• 2.1.5 有限元动态分析过程
• 2.2 ANSYS概况
• 2.2.1 ANSYS软件介绍
• 2.2.2 ANSYS在有限元中的地位
• 2.2.3 ANSYS功能特点
• 2.2.4 ANSYS软件的分析步骤
• 2.3 塔式起重机中的有限元分析研究
• 3 塔式起重机静力计算力学模型建立及分析
• 3.1 塔式起重机主要参数
• 3.1.1 工作级别及主梁尺寸
• 3.1.2 主要技术参数
• 3.1.3 起重机计算载荷分析
• 3.2 起重机静力学分析模型
• 3.2.1 简化模型
• 3.2.2 强度计算
• 3.3 起重机有限元模型建立
• 3.3.1 起重机的结构分析及有限元模型建立
• 3.3.2 划分单元
• 3.4 加载并求解
• 3.4.1 起重机约束处理
• 3.4.2 起重臂载荷处理
• 3.4.3 求解计算
• 3.5 静态计算结果分析
• 3.6 小结
• 4 塔式起重机动态计算模型建立及分析
• 4.1 塔机典型工作过程分析
• 4.1.1 计算工况的选择
• 4.1.2 典型工况分析
• 4.2 动载荷特性分析
• 4.2.1 吊重离地起升工况载荷确定
• 4.2.2 最大激振载荷的确定
• 4.2.3 吊重起升后起重小车加速启动工况
• 4.2.4 吊重起升后加速启动回转工况
• 4.3 塔式起重机动力学分析有限元模型建立
• 4.4 塔机结构动力学分析
• 4.4.1 模态分析
• 4.4.2 塔式起重机的瞬态完全法分析
• 4.5 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间的主要学术成果
• 致谢