【摘要】：本文詳細(xì)闡述了有限單元法的基本思想、力學(xué)基礎(chǔ)以及屈曲穩(wěn)定性分析等基本理論，具體說(shuō)明了有限元分析軟件MSC／NASTRAN的功能和它的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)以及MSC／PATRAN的主要特點(diǎn)。本文的研究工作主要集中在分析大型桁架式門(mén)式起重機(jī)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性以及優(yōu)化設(shè)計(jì)這些方面。 本文以桁架式門(mén)式起重機(jī)為研究對(duì)象，用MSC／PATRAN建立起重機(jī)仿真模型后，綜合分析起重機(jī)各種工作工況，選擇四個(gè)典型工況，用MSC／NASTRAN進(jìn)行強(qiáng)度分析，得到各個(gè)工況該起重機(jī)的最大應(yīng)力值和最大應(yīng)力位置以及應(yīng)力分布，最大應(yīng)力91.2MPa，強(qiáng)度儲(chǔ)備較大，有進(jìn)一步優(yōu)化的必要；通過(guò)對(duì)各個(gè)工況的屈曲穩(wěn)定性分析，可以看出穩(wěn)定系數(shù)均大于規(guī)定值，說(shuō)明該起重機(jī)滿足穩(wěn)定性要求；接著在MSC／NASTRAN中定義設(shè)計(jì)變量，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，限制約束上下限，進(jìn)行靈敏度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明：最大應(yīng)力值增大，充分利用了材料，有效的減輕了重量，應(yīng)力分布也更加合理。 本次研究結(jié)果表明用MSC／NASTRAN建模分析可以節(jié)省人力物力，又有比較高的模擬精度，對(duì)于工程實(shí)際是相當(dāng)有幫助的，可以提高起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，使得起重機(jī)結(jié)構(gòu)更加合理，滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需求，也顯示了MSC／NASTRAN在強(qiáng)度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)中的作用和意義，本論文的研究方法適用于指導(dǎo)任何其他類(lèi)型機(jī)械的分析。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類(lèi)號(hào)】：TH213
【圖文】：

長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位淪文圖1一1析架式門(mén)式起重機(jī)如圖1一1所示該析架式門(mén)式起重機(jī)主要由主析架、八字形支腿、支腿橫梁等組成。它的兩根主梁都是由三角析架組合成的封閉空間結(jié)構(gòu)。析架中各桿件在節(jié)點(diǎn)處通常采用節(jié)點(diǎn)板來(lái)連接，為了節(jié)約材料，支腿和支腿橫梁均采用析架結(jié)構(gòu)。該起重機(jī)主要為某高速公路某橋梁的修復(fù)而設(shè)計(jì)的。根據(jù)橋梁修復(fù)要求，起重機(jī)主要有以下結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能指標(biāo):起重量Q:50噸小車(chē)自重G:4噸跨度L:24米起重機(jī)凈高h(yuǎn):36米支腿側(cè)面寬度:22米1.2.2本論文的研究?jī)?nèi)容由于該起重機(jī)全部采用空間析架結(jié)構(gòu)，且起重機(jī)支腿相當(dāng)高，為了保證結(jié)構(gòu)既安全可靠又節(jié)約鋼材，本文運(yùn)用有限元的方法對(duì)該門(mén)式起重機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，使用有限元分析軟件MSC/P/汀RAN、MSC/NASTRAN分別對(duì)其進(jìn)行幾何建模、有

3.3門(mén)式起重機(jī)強(qiáng)度和剛度分析建立好模型后，用MSC/NASTRAN進(jìn)行強(qiáng)度、剛度分析，得到以F結(jié)果:工況一分析應(yīng)力云紋圖如圖3一2所示:最大變形量為0.0425m，最大應(yīng)力為723MPa，位于主梁中心。而A3鋼許用應(yīng)力為160MPa，故滿足靜強(qiáng)度要求。由于大門(mén)機(jī)預(yù)拱度為20mm，故大門(mén)機(jī)撓跨比為:△0.0425一0.021=—二—二—<12410671700故該工況下，大門(mén)機(jī)剛度可達(dá)到要求。工況二分析應(yīng)力云紋圖如圖3一3所示。最大變形量為0.0954m，位于主梁中心，最大應(yīng)力為91.2MPa，位于小車(chē)橫向移動(dòng)方向與主梁相連接的支腿處。從圖中可知

3.3門(mén)式起重機(jī)強(qiáng)度和剛度分析建立好模型后，用MSC/NASTRAN進(jìn)行強(qiáng)度、剛度分析，得到以F結(jié)果:工況一分析應(yīng)力云紋圖如圖3一2所示:最大變形量為0.0425m，最大應(yīng)力為723MPa，位于主梁中心。而A3鋼許用應(yīng)力為160MPa，故滿足靜強(qiáng)度要求。由于大門(mén)機(jī)預(yù)拱度為20mm，故大門(mén)機(jī)撓跨比為:△0.0425一0.021=—二—二—<12410671700故該工況下，大門(mén)機(jī)剛度可達(dá)到要求。工況二分析應(yīng)力云紋圖如圖3一3所示。最大變形量為0.0954m，位于主梁中心，最大應(yīng)力為91.2MPa，位于小車(chē)橫向移動(dòng)方向與主梁相連接的支腿處。從圖中可知

【引證文獻(xiàn)】

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1 吳成才;李鋒;冷文浩;金建海;周煒;;港口連續(xù)卸船機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析中的模型旋轉(zhuǎn)技術(shù)研究[J];船海工程;2010年01期

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1 夏鋁;120噸龍門(mén)起重機(jī)結(jié)構(gòu)分析及基于遺傳算法的主梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];重慶大學(xué);2011年

2 樊艷;大型雙梁桁架門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究[D];重慶大學(xué);2009年

3 謝敏娟;基于局域網(wǎng)的門(mén)式起重機(jī)集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D];中北大學(xué);2010年

4 于亮;大型數(shù)控龍門(mén)銑床主軸柔性傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2013年

5 王隨心;基于ANSYS的門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

6 范利格;門(mén)式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];鄭州大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2774976