本文關(guān)鍵詞：水平臂塔式起重機(jī)突然卸載沖擊系數(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：塔式起重機(jī)(簡(jiǎn)稱塔機(jī))是一種高聳、重載的大型工程機(jī)械,在各個(gè)行業(yè)尤其是建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著新技術(shù)和新材料在機(jī)械工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及工程需求的提高,塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)向著大型、高速和輕量化方向發(fā)展,塔式起重機(jī)在使用過程中所受的沖擊急劇增加,對(duì)于塔式起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性以及設(shè)計(jì)中動(dòng)載沖擊系數(shù)的研究也更受關(guān)注,突然卸載是塔機(jī)較為常見也是塔機(jī)結(jié)構(gòu)受載最為嚴(yán)重的工況之一,對(duì)塔機(jī)突然卸載沖擊的研究一直是起重機(jī)行業(yè)研究人員所關(guān)注的方向,極具研究意義和工程價(jià)值。本文著重研究水平臂塔式起重機(jī)卸載工況下的動(dòng)力學(xué)特性,通過建立合理的突然卸載工況動(dòng)力學(xué)模型,開展了不同的卸載工況下塔機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的特性研究,為修訂《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的突然卸載沖擊系數(shù)以及實(shí)際工程應(yīng)用中如何合理考慮卸載沖擊提供理論依據(jù)。首先建立了卸載工況下的塔機(jī)動(dòng)力學(xué)分析模型,根據(jù)塔機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn),選取合理的廣義坐標(biāo),建立規(guī)模適度的動(dòng)力學(xué)控制方程。基于動(dòng)力學(xué)普遍方程,建立塔身、塔帽、吊臂、平衡臂、拉桿等各個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)方程,最后采用了多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法,考慮各部分之間的約束關(guān)系,建立具有5自由度的整個(gè)塔機(jī)的系統(tǒng)方程。其次,建立了QT15型和QT810型兩種塔機(jī)的ANSYS模型。分別對(duì)ANSYS模型和本文模型進(jìn)行了靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析,對(duì)比兩種方法的仿真結(jié)果,證明了本文模型結(jié)果正確、計(jì)算效率高;應(yīng)用了ANSYS模型和本文模型進(jìn)行瞬態(tài)分析,均表明卸載沖擊系數(shù)與幅度、卸載質(zhì)量、平衡塊質(zhì)量等都有關(guān)系的結(jié)論,這與工程實(shí)際完全一致,也進(jìn)一步驗(yàn)證了本文方法得到的結(jié)果比傳統(tǒng)載荷系數(shù)法采用單一計(jì)算公式更符合實(shí)際情況。將為改進(jìn)規(guī)范中的突然卸載沖擊系數(shù)提供理論依據(jù)。最后,針對(duì)實(shí)驗(yàn)室已有的QT15型塔式起重機(jī)開展了突然卸載工況實(shí)驗(yàn)研究,主要研究不同幅度下,塔式起重機(jī)突然卸載工況下塔身應(yīng)力的變化,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果、本文仿真結(jié)果、《規(guī)范》計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析,進(jìn)一步證明了本文方法更能反映塔機(jī)突然卸載的實(shí)際沖擊情況。本文系統(tǒng)地研究了最為常見的水平臂塔式起重機(jī)在突然卸載工況下的瞬態(tài)沖擊響應(yīng)問題,通過建立合理的動(dòng)力學(xué)分析模型,得出了塔機(jī)卸載工況下振動(dòng)情況,進(jìn)而得到了塔機(jī)振動(dòng)時(shí)的應(yīng)力變化;并采用通用有限元軟件ANSYS仿真結(jié)果以及實(shí)際塔機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)本文方法進(jìn)行了驗(yàn)證。本文結(jié)論將為塔式起重機(jī)的設(shè)計(jì)提供更為準(zhǔn)確的理論指導(dǎo),并為塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：突然卸載 動(dòng)力學(xué)模型 多體動(dòng)力學(xué) ANSYS有限元仿真 卸載實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH213.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)載效應(yīng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.2 突然卸載沖擊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 塔機(jī)卸載工況下的振動(dòng)方程建立18-40
• 2.1 研究方法的確定18-19
• 2.1.1 建模方法的選擇18
• 2.1.2 建模中的關(guān)鍵問題分析18-19
• 2.2 廣義坐標(biāo)的選取19-21
• 2.3 動(dòng)力學(xué)方程的建立21-37
• 2.3.1 準(zhǔn)備工作21-23
• 2.3.2 各單元的內(nèi)力虛功23-28
• 2.3.3 各單元的慣性力虛功28-35
• 2.3.4 建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程35-37
• 2.4 關(guān)于矩陣簡(jiǎn)化的探討37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第3章 塔機(jī)突然卸載動(dòng)力學(xué)特性的研究40-60
• 3.1 確定分析方案40
• 3.2 ANSYS塔機(jī)模型的建立40-45
• 3.2.1 ANSYS操作方式的選擇40-41
• 3.2.2 ANSYS模型的建立41-45
• 3.3 本文方法塔機(jī)模型的建立45
• 3.4 本文方法與ANSYS方法的比較45-51
• 3.4.1 靜力分析46
• 3.4.2 模態(tài)分析46-51
• 3.5 兩種方法瞬態(tài)分析比較51-55
• 3.5.1 無(wú)阻尼條件下的突然卸載分析51-54
• 3.5.2 有阻尼條件下的突然卸載分析54-55
• 3.6 對(duì)突然卸載沖擊系數(shù)的研究55-59
• 3.7 本章小結(jié)59-60
• 第4章QT15 型塔機(jī)卸載實(shí)驗(yàn)的研究60-71
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方案和步驟60-64
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)原理60-61
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方案61-62
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)器材62-63
• 4.1.4 實(shí)驗(yàn)詳細(xì)步驟63-64
• 4.2 實(shí)驗(yàn)的注意要點(diǎn)64
• 4.3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果64-69
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果波形的對(duì)比65-68
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果的對(duì)比分析68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：308753