本文關鍵詞：全地面起重機塔臂工況回轉對主臂力學性能影響研究

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【摘要】：起重機在回轉起、制動過程中,因為加減速的慣性沖擊作用,做回轉運動的構件及吊重會產(chǎn)生較大的動載荷。這些動載荷是起重機臂架結構所承受載荷的重要組成部分,其中因吊重擺動產(chǎn)生的動載荷是這些動載荷的最主要組成部分。而且,全地面起重機在塔臂工況下作業(yè)時,臂架結構自重及工作幅度都較大,這將導致在回轉起、制動過程產(chǎn)生更為顯著的動載荷。因此,研究影響此動載荷的因素及其對主臂力學性能(強度、剛度、整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性)的影響規(guī)律,對于全地面起重機臂架結構設計和回轉參數(shù)的確定具有重要意義。 本文以某1200t全地面起重機為研究對象,根據(jù)多體動力學、結構力學、材料力學等理論,針對塔臂工況回轉過程中產(chǎn)生的動載荷進行分析,研究回轉過程中吊重的擺振特性,以及回轉起動過程產(chǎn)生的動載荷對主臂力學性能的影響規(guī)律。具體研究工作如下： (1)研究全地面起重機塔臂工況的結構組成,根據(jù)臂架系統(tǒng)結構特點,對臂架系統(tǒng)進行簡化,建立臂架系統(tǒng)力學模型,并以全地面起重機有限元模型驗證力學模型的合理性。 (2)基于機器人動力學理論,利用牛頓-歐拉遞推公式,建立全地面起重機塔臂工況吊重擺振動力學模型及微分方程,對吊重擺振動態(tài)特性進行計算機仿真分析。 (3)結合推導的力學模型及動力學模型,研究回轉起動過程中起動時間、吊繩長度、塔臂長度、工作幅度等因素對主臂強度、剛度、整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性等力學性能的影響規(guī)律。 (4)以主臂長度、塔臂長度等變量為影響因素,以吊重偏擺角、主臂力學性能為邊界約束條件,研究最大回轉角速度與最短斜坡時間之間的關系,并利用MATLAB軟件編寫程序,實現(xiàn)對于任意作業(yè)工況回轉起動最短斜坡時間的快速化計算。 本文的研究成果可為全地面起重機臂架結構設計提供重要的理論參考,為實現(xiàn)起重機吊重消擺控制和提高吊裝就位精度提供一定的參考依據(jù),并為回轉運動參數(shù)的確定提供一種計算方法。
【關鍵詞】：全地面起重機 塔臂工況 回轉動載荷 吊重擺振 主臂力學性能
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH213
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 全地面起重機概述9-10
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 多體動力學研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 起重機動力學研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 課題研究意義和內(nèi)容13-15
• 1.3.1 課題研究意義13-14
• 1.3.2 課題研究內(nèi)容14-15
• 2 臂架系統(tǒng)力學模型建立15-24
• 2.1 塔臂系統(tǒng)受力分析15-19
• 2.1.1 塔臂系統(tǒng)力學模型簡化16
• 2.1.2 塔臂系統(tǒng)力學模型求解16-19
• 2.2 主臂系統(tǒng)受力分析19-20
• 2.3 回轉動載荷求解20-21
• 2.3.1 塔臂產(chǎn)生的動載荷20
• 2.3.2 吊重產(chǎn)生的動載荷20-21
• 2.4 簡化模型合理性驗證21-23
• 2.4.1 有限元模型的建立22
• 2.4.2 計算結果對比分析22-23
• 2.5 本章小結23-24
• 3 吊重擺振特性研究24-35
• 3.1 起重機動力學方程建立24-27
• 3.1.1 起重機機器人模型24-26
• 3.1.2 系統(tǒng)動力學方程26-27
• 3.3 吊重擺振特性研究27-33
• 3.2.1 徑向和切向擺振研究28-31
• 3.2.2 影響偏擺角大小因素研究31-33
• 3.3 本章小結33-35
• 4 回轉對主臂力學性能影響研究35-62
• 4.1 回轉對主臂強度影響規(guī)律研究35-42
• 4.1.1 復合應力求解35-38
• 4.1.2 影響規(guī)律分析38-42
• 4.2 回轉對主臂剛度影響規(guī)律研究42-48
• 4.2.1 彎曲剛度等效42-44
• 4.2.2 彎曲變形求解44
• 4.2.3 影響結果分析44-48
• 4.3 回轉對主臂整體穩(wěn)定性影響規(guī)律研究48-54
• 4.3.1 整體穩(wěn)定性求解48-51
• 4.3.2 影響結果分析51-54
• 4.4 回轉對主臂局部穩(wěn)定性影響規(guī)律研究54-61
• 4.4.1 局部穩(wěn)定性求解54-58
• 4.4.2 影響結果分析58-61
• 4.5 本章小結61-62
• 5 回轉起動最短斜坡時間計算62-70
• 5.1 邊界條件確定62-64
• 5.1.1 起重鋼絲繩偏擺角邊界條件62-63
• 5.1.2 主臂力學性能邊界條件63-64
• 5.2 最短斜坡時間計算方法64-67
• 5.3 算例分析67-69
• 5.3.1 不同塔臂長度時最短斜坡時間計算67-68
• 5.3.2 不同回轉角速度時最短斜坡時間計算68-69
• 5.4 本章小結69-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況75-76
• 致謝76-77

【參考文獻】

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本文編號：1001595