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翻车机转子的有限元分析

作　者: 王敏刚
导　师: 赵永生
学　校: 燕山大学
专　业: 机械工程
关键词: 翻车机钢结构有限元静强度分析
分类号: TH237.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 36次
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内容摘要

本论文致力于黄骅港煤码头二期工程安装的两车两组三梁翻车机。该翻车机钢结构是由德国克虏伯公司设计并由大连重工集团制造，为了确保翻车机主体钢结构运行时的可靠性，作者利用ANSYS软件对该两车两组三梁翻车机的主体钢结构进行较精细的有限元静强度计算。首先，针对翻车机的结构特点与载荷特性，通过对翻车机实际结构和工作时受载情况进行详细分析，给出了翻车机合理的力学模型。因为我们研究的翻车机钢结构呈对称状态，所以我们分析其结构的一半即可，通过运用ANSYS软件建立一个三维板梁组合结构的力学模型。因为翻车机结构和载荷条件十分复杂，在建模过程中，作了工作简化。使用ANSYS软件shell63单元进行有限元离散化。然后，通过对翻车机实际结构和工作时受载情况进行分析，详细计算出三种工况(满载100吨、超载120吨及冻煤情况)下的不同倾翻角(0°、45°、60°、90°、100°、120°、150°、1800)的载荷并施加于模型约束进行有限元分析。论文以云图的方式给出了整体钢结构、端环、梁的上下表面以及主梁的位移和应力计算结果。最后，为了对所得计算结果进行分析，分别给出了三种工况(满载100吨、超载120吨、满载冻煤100吨)下的最大应力值和最大位移值的比较表格，以及应力较大的三个关键点(部位)和应力值随翻转角度的变化曲线图。根据分析结果得出，满载和超载工况下的最大应力均发生在倾翻角45度时；在满载冻煤工况下，最大应力发生在倾翻角180度时，但这些数值均远小于材料的许用应力值，表明结构是安全可靠的。并由位移表得出整体的位移值均较小，表明结构有足够的刚度。本课题所分析的结果，对于了解两车两组三梁翻车机钢结构的应力状况、变形特点以及改进设计等具有重要的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题研究背景  9
  1.2 课题研究现状  9-10
  1.3 翻车机国内外发展现状  10-13
    1.3.1 翻车机在我国港口的发展和使用  10-12
    1.3.2 国外翻车机发展概况  12-13
  1.4 课题研究来源  13-14
  1.5 课题研究内容和研究方案  14-15
第2章有限元法简介及其模型建立  15-22
  2.1 有限元法的概述  15-17
    2.1.1 有限元法的发展及应用  15
    2.1.2 有限单元法的基本思想  15-17
    2.1.3 有限单元法的优缺点  17
  2.2 有限元法进行分析的步骤  17-18
  2.3 ANSYS 软件简介  18-21
    2.3.1 ANSYS 软件功能  19
    2.3.2 ANSYS 软件的组成  19-20
    2.3.3 ANSYS 有限元分析过程  20-21
  2.4 翻车机转子有限元模型的建立  21
    2.4.1 模型的简化  21
    2.4.2 边界条件的确定  21
  2.5 本章小结  21-22
第3章翻车机有限元网格划分及模型载荷计算  22-37
  3.1 模型的网格划分  22-24
    3.1.1 定义单元属性  22
    3.1.2 模型的网格划分  22-23
    3.1.3 定义材料的属性  23-24
  3.2 翻车机载荷的施加  24-36
    3.2.1 翻车机转子载荷工况的选择  24
    3.2.2 各种附加载荷的计算  24
    3.2.3 翻车机施加载荷的计算  24-36
  3.3 求解  36
  3.4 本章小结  36-37
第4章有限元计算结果及其分析  37-69
  4.1 有限元的计算结果  37-64
    4.1.1 满载(总重 100 吨)时的计算结果云图  37-50
    4.1.2 超载(总重 120 吨)时的计算结果云图  50-54
    4.1.3 满载冻煤(100 吨)时的计算结果云图  54-64
  4.2 计算结果分析  64-68
    4.2.1 最大应力和最大位移  65-66
    4.2.2 关键点(部位)应力变化规律  66-68
  4.3 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  73-74
致谢  74-75
作者简介  75

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