QTZ80型塔式起重機(jī)靜動(dòng)強(qiáng)度分析與動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、建筑行業(yè)的高速發(fā)展帶動(dòng)了工程機(jī)械制造業(yè)的迅速增長(zhǎng)，作為一種具有水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸能力的工程機(jī)械產(chǎn)品，塔式起重機(jī)在建筑行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。然而，由于設(shè)計(jì)、裝配、焊接等制造工藝的影響，以及在服役過(guò)程中的違規(guī)操作，導(dǎo)致近年來(lái)塔式起重機(jī)倒塌事故時(shí)有發(fā)生。如何設(shè)計(jì)出一款集經(jīng)濟(jì)與安全為一體的塔式起重機(jī)，成為設(shè)計(jì)者們追求的目標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，理論分析、試驗(yàn)技術(shù)以及有限元數(shù)值模擬已廣泛應(yīng)用于塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　本文以QTZ80型

2、塔式起重機(jī)為研究對(duì)象，在理論分析基礎(chǔ)上，采用截面內(nèi)力分析方法，應(yīng)變測(cè)試、模態(tài)測(cè)試等試驗(yàn)測(cè)試方法以及有限單元數(shù)值模擬分析方法，對(duì)該型塔式起重機(jī)開(kāi)展各工況下的靜態(tài)應(yīng)力分析，以及臂尖吊載工況下的動(dòng)態(tài)應(yīng)力分析和動(dòng)力學(xué)特性分析。得到結(jié)論如下：
　　1.各工況下靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)表明，在塔式起重機(jī)的弦桿應(yīng)力分布中，主要以軸向應(yīng)力為主，彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力為次要應(yīng)力，該結(jié)論可為理論分析和有限元數(shù)值模擬中關(guān)于弦桿的應(yīng)力計(jì)算提供基礎(chǔ)；動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試結(jié)果表

3、明，塔式起重機(jī)起吊瞬間，其各部件均存在不同的動(dòng)載放大系數(shù)，其中以起重臂的動(dòng)載放大系數(shù)值最大，塔頂及拉桿次之，塔身最小，該結(jié)論可為其動(dòng)強(qiáng)度分析提供參考。
　　2.對(duì)比各工況下試驗(yàn)測(cè)試、理論分析以及有限元數(shù)值模擬的負(fù)載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)三者負(fù)載應(yīng)力結(jié)果均相吻合，且以有限元數(shù)值模擬與試驗(yàn)測(cè)試兩者結(jié)果最為接近，而理論分析與其余兩者結(jié)果的誤差主要集中在起重臂的計(jì)算上，表明在理論分析中，由于模型簡(jiǎn)化導(dǎo)致塔式起重機(jī)起重臂的理論計(jì)算存在一定誤差。

4、
　　3.比較各工況下理論分析與有限元數(shù)值模擬滿載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩者的滿載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果方差比負(fù)載應(yīng)力計(jì)算結(jié)果方差偏大；由于有限元模型更接近實(shí)際結(jié)構(gòu)，有限元分析與試驗(yàn)測(cè)試兩者結(jié)果最為接近，表明采用有限元分析方法相比理論分析方法，計(jì)算結(jié)果精度更高，可為塔式起重機(jī)強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。
　　4.采用FFT快速傅立葉變換對(duì)臂尖吊載工況下卸載瞬間的振動(dòng)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行模態(tài)辨識(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)QTZ80型塔式起重機(jī)主要以前三階振動(dòng)頻率為主。在