基于ANSYS的塔機強度分析和動力學(xué)研究.pdf

1、我國塔式起重機行業(yè)取得了快速發(fā)展,塔機保有量迅猛增長。作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備,塔式起重機的結(jié)構(gòu)安全問題和啟動制動安全問題一直是關(guān)注的焦點。本對塔式起重機進(jìn)行有限元理論方面的研究主要從靜力學(xué)、動力學(xué)、機身優(yōu)化等幾個方面進(jìn)行研究。論文選取QTZ25型號塔式起重機作為研究對象。目標(biāo)是建立QTZ25塔式起重機的有限元模型,對該模型進(jìn)行靜力學(xué)、振動、動力學(xué)的分析,對塔式起重機進(jìn)行結(jié)構(gòu)和機構(gòu)起升時這一特殊工作狀況進(jìn)行研究,為塔式起重機的設(shè)計和安

2、全應(yīng)用提供參考。本文研究了塔式起重機各種工作狀況,為塔式起重機的設(shè)計和應(yīng)用提供了支持和新的思路。
　　首先,本文從有限元基礎(chǔ)理論入手,結(jié)合ANSYS的APDL語言和經(jīng)典建模方式建立了塔式起重機的有限元模型。應(yīng)用ANSYS軟件的網(wǎng)格劃分功能,對已經(jīng)建立的有限元模型進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分。在后處理階段得到關(guān)鍵部件以及整機結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變云圖。通過軟件的靜力學(xué)分析功能,對選取的三種工作狀況進(jìn)行分析,研究了不同載荷下的應(yīng)力應(yīng)變情況,然后找出機

3、構(gòu)的危險截面,為塔式起重機的設(shè)計階段提供了優(yōu)化的參考依據(jù)。
　　然后,對塔式起重機進(jìn)行振動分析。結(jié)合梁的振動響應(yīng)理論和多自由度線性系統(tǒng)振動理論,對起重機振動情況進(jìn)行理解。通過靜力學(xué)階段已經(jīng)建立好的有限元模型,進(jìn)行模態(tài)設(shè)置以及模態(tài)擴(kuò)展。通過對比幾種不同模態(tài)提取方法,選用合適的方法提取了塔式起重機的前5階模態(tài)。后處理階段得到塔式起重機的運動振型圖,分析低頻狀態(tài)下塔式起重機的振動情況和振動規(guī)律,提供了塔式起重機在低頻振動狀況下的變形情況

4、,并且對比了從一階到五階模態(tài)的變化情況,找出容易引起共振的頻率和,從而為起重機工作狀態(tài)下避免共振的影響提供參考。
　　最后,基于瞬態(tài)動力學(xué)理論,對塔式起重機起升啟動階段的情況進(jìn)行分析和理解,以便得到起升階段的受力狀況,通過起升階段的數(shù)學(xué)模型和力學(xué)公式等,建立了起升階段的運動數(shù)學(xué)模型?；谶\動數(shù)學(xué)模型,利用ANSYS軟件對機構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)分析,得到了機構(gòu)在起升階段所受的瞬態(tài)激振力,分析起重機在受動載情況下的應(yīng)力應(yīng)變情況,并找出危險位置