起重機(jī)臂架強(qiáng)度分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、起重機(jī)臂架是臂架式起重機(jī)的重要承載部件之一，其力學(xué)性能好壞對整機(jī)的正常運轉(zhuǎn)有直接影響。目前的臂架結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要采用動載系數(shù)法，實際仍是一種靜力學(xué)的分析，這種方法雖對起重機(jī)設(shè)計起到了積極的作用，但對起升機(jī)構(gòu)在啟動和制動時，貨物對臂架產(chǎn)生的沖擊動載荷響應(yīng)問題，用此法進(jìn)行有限元動力學(xué)分析是不準(zhǔn)確的。另外，在以往的有限元分析中的外載荷處理上，把實際是接觸外載荷的地方視為集中載荷進(jìn)行處理，這樣做也是不妥的。針對以上兩個問題，本文以國產(chǎn)的SL120

2、0型履帶臂架式起重機(jī)為研究對象，以有限元法和機(jī)械動力學(xué)為理論基礎(chǔ)，運用參數(shù)化技術(shù)和大型有限元分析軟件ANSYS，以起重機(jī)最常見的3種工況為主要計算工況，對該機(jī)臂架的強(qiáng)度、剛度和動態(tài)特性進(jìn)行了分析計算。主要研究工作如下：(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型簡化理論建立了臂架和變幅桿的兩種力學(xué)模型，結(jié)合計算結(jié)果確立了合理的力學(xué)模型。利用ANSYS的內(nèi)部語言APDL以及參數(shù)化技術(shù)編制了臂架結(jié)構(gòu)的有限元參數(shù)化建模程序，APDL語言的應(yīng)用使得有限元分析過程具有

3、重復(fù)性與良好的修改性，大大簡化了工作量。接著對該起重機(jī)常見的3種工況—離地起升、回轉(zhuǎn)啟動和邊起升邊回轉(zhuǎn)的復(fù)合工況進(jìn)行了有限元計算。 (2)對臂架的動態(tài)特性進(jìn)行了初步分析，編寫了模態(tài)分析的參數(shù)化命令流文件，并可對變幅過程中任意幅度的工況進(jìn)行模態(tài)分析。提取了模態(tài)分析中的前幾階固有頻率、主振型，并對結(jié)果進(jìn)行了分析，得出臂架的振動屬于低頻振動。 (3)對臂架在突然起吊貨物造成瞬態(tài)沖擊，受到動載荷作用的情況下，編寫了瞬態(tài)分析的命令