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塔式起重机倒三角形起重臂受力状态研究

作　者: 宋忠良
导　师: 李斌
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 塔式起重机 倒三角形起重臂 下弦杆 双吊点-四拉索
分类号: TH213.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 9次
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内容摘要


社会的进步和经济的高速发展促进了建筑行业的发展。塔式起重机作为建筑行业中不可或缺的施工设备,在这一过程中起到了举足轻重的作用,我国已经迈入了塔机大国这一行列。针对抚顺永茂建筑机械有限公司的需求,研究开发了20000KNm级的ST80/238塔式起重机,其新颖的倒三角形起重臂结构形式,目前市场上很少能见到。本文研究了起重臂结构的工作状态和受到的载荷,并运用ANSYS软件全面地分析了臂架的受力状态,为起重臂的安全可靠工作提供了保证,也为未来同类产品的研究开发奠定了技术基础。主要的研究内容如下：(1)对起重臂杆件的受力状态进行研究,得出了起重臂臂根处杆件,起重臂腹杆及主肢的受力特点及原因；研究了斜桁架斜腹杆布局方式对周围杆件受力状态的影响,指出了倒三角形起重臂与正三角形起重臂腹杆的传力方式和受力的特点不同之处,并根据研究的成果对倒三角形起重臂杆件的选取提出了建议,为倒三角形起重臂系统的设计和研究提供参考；(2)分析了无轮压作用的下弦杆单节间结构的受力状态,得出了下弦杆上翼缘板、腹板及下翼缘板的受力特点并分析原因；(3)通过改变翼缘板和腹板厚度,研究了下弦杆单节间结构的受力状态,得出了上翼缘板及腹板厚度变化对斜桁架腹杆与下弦杆连接位置的受力及挠度影响,为下弦杆的研究提供相关数据及信息：(4)研究了下弦杆在轮压作用下的受力状态,得到了轮压的作用位置与下弦杆翼缘板和腹板受力的关系,指出了轮压对腹板和下翼缘板的翘曲有影响,应严格考核它们的刚度；(5)根据ST80/238塔机的倒三角形起重臂自身特点,本着设计合理,结构新颖,经济合理,方便安拆,安全可靠的原则,结合ANSYS软件对拉索受力分析结果,得出了拉索的受力特点,设计了双吊点-四拉索结构。该拉索结构能够实现起重臂的动作要求、有别于以往拉杆的结构形式、安装和拆卸简单易行、并严格考核强度条件,确定了该拉索结构的设计是合理的。本课题的研究成果对倒三角形起重臂塔式起重机的研究设计提供了可参考的数据,有利于塔式起重机的发展和技术创新。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 课题研究的现状及意义  12-14
    1.2.1 课题的研究现状  12-14
    1.2.2 课题的研究意义  14
  1.3 课题研究内容和技术路线  14-17
    1.3.1 课题研究内容  14
    1.3.2 课题研究的技术线路  14-17
第二章 应用软件及基础知识  17-23
  2.1 ANSYS简介  17-20
    2.1.1 ANSYS基础知识  17-18
    2.1.2 ANSYS功能及特点  18-20
  2.2 MATLAB简介  20-21
    2.2.1 MATLAB基础知识  20
    2.2.2 MATLAB功能及特点  20-21
  2.3 有限元法简介  21
    2.3.1 有限元法的发展  21
    2.3.2 有限元法的思路和方法  21
  2.4 本章小结  21-23
第三章 倒三角形起重臂受力分析  23-39
  3.1 起重臂有限元模型建立  23-24
    3.1.1 有限元模型建立  23-24
    3.1.2 载荷情况说明  24
  3.2 有限元计算结果与分析  24-37
    3.2.1 单位水平载荷作用下起重臂杆件受力特点的分析  24-29
    3.2.2 单位竖直载荷作用下起重臂杆件受力特点的分析  29-34
    3.2.3 斜桁架斜腹杆布局方式对周围杆件受力的影响研究  34-37
  3.3 本章小结  37-39
第四章 无轮压作用的下弦杆单节间受力状态分析  39-67
  4.1 引言  39
  4.2 薄板的力学基本理论  39-47
    4.2.1 小挠度薄板弯曲的基本假设  39-41
    4.2.2 薄板弯曲的弹性力学分析方法  41-46
    4.2.3 薄板弯曲的有限单元分析方法  46-47
  4.3 下弦杆的局部应力与挠度分析  47-64
    4.3.1 有限元模型建立  47-49
    4.3.2 计算工况的说明  49
    4.3.3 受斜桁架腹杆轴力作用的下弦杆的局部应力分析  49-57
    4.3.4 翼缘板和腹板厚度的变化对下弦杆局部受力及竖向挠度的影响  57-64
  4.4 本章小结  64-67
第五章 下弦杆在轮压作用下受力状态研究  67-79
  5.1 引言  67
  5.2 下弦杆的局部应力与挠度分析  67-77
    5.2.1 有限元模型建立  67-68
    5.2.2 计算工况说明  68-69
    5.2.3 下弦杆有限元计算结果分析  69-77
  5.3 本章小结  77-79
第六章 起重臂拉索的方案研究与受力分析  79-95
  6.1 引言  79-80
    6.1.1 双吊点-四拉索结构设计的目的  79-80
    6.1.2 双吊点-四拉索结构设计步骤  80
  6.2 双吊点-四拉索结构的研究  80-94
    6.2.1 双吊点-四拉索的结构形式研究  84
    6.2.2 双吊点-四拉索结构的受力分析  84-85
    6.2.3 双吊点-四拉索结构受力特点分析  85-86
    6.2.4 双吊点-四拉索结构材料选用  86
    6.2.5 双吊点-四拉索的结构的确定  86-92
    6.2.6 拉索结构的计算要求  92-94
  6.3 本章小结  94-95
第七章 结论  95-97
  7.1 结论  95
  7.2 展望  95-97
参考文献  97-101
作者简介  101
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  101-103
致谢  103

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 起重机械与运输机械 > 起重机械 > 自行式起重机 > 塔式
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