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门式起重机桁架式主梁的动态分析与优化设计

作　者: 郭树君
导　师: 周新祥
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 桁架主梁有限元分析振动仿真 PDS
分类号: TH213.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 86次
引　用: 1次
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内容摘要

随着我国运输业的蓬勃发展,作为重要设备的起重机械向着高速、重载方向发展,因此对机械的性能要求越来越高。起重机械工作频繁,大多数情况下承受的是动载荷。其焊接钢结构会突然断裂,导致在灾难性的设备事故和人身伤亡。对起重机而言,主梁是起重机中重要的金属结构。其承载能力往往决定着起重机的主要性能。因此,对起重机主梁的性能研究是必要的。本课题就是在背景下提出来的,。本文以某厂的抓斗式门式起重机为研究对象,其主梁是桁架式的。对其进行工况分析,确定桁架主梁在每个工况下的应力、应变分布,从而确定最大应变、最大应力的位置。通过对模型的动态分析,给出了前15阶固有频率值及前三阶的固有振型,为以后起重机主梁的改造提供必要的参考。在工程中存在大量的不确定性,不确定性是自然界各种事物固有的特性。利用ANSYS的PDS(可靠性分析)对桁架主梁模型的分析,知道了哪些输入参数对桁架主梁的性能影响的程度,并利用可靠性指标对分析结果进行判断,从而提高分析的准确性。利用MATLAB的Simulink的仿真功能,模拟出桁架主梁的振动速度,结果与实际测量结果相吻合,证明仿真是可靠的。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题来源及意义  9-10
  1.2 研究课题的领域和现状  10-11
  1.3 起重机的一般设计原则  11-12
  1.4 有限元法介绍  12-15
  1.5 主要研究内容和方法  15
第二章仿真技术及软件介绍  15-25
  2.1 仿真技术  15-18
    2.1.1 仿真技术的发展历史及现状  15-16
    2.1.2 仿真技术的特点  16-17
    2.1.3 仿真技术发展的趋势  17
    2.1.4 仿真技术发展的现状  17-18
  2.2 有限元ANSYS  18-19
  2.3 Solidworks 简介  19-23
    2.3.1 Solidworks 发展概况  19-20
    2.3.2 Solidworks 的主要功能特点  20-21
    2.3.3 Solidworks 中的特征  21-23
  2.4 MATLAB 与Simulink  23-25
    2.4.1 MATLAB 的特点  23-25
    2.4.2 Simulink 简介  25
第三章桁架主梁的分析  25-57
  3.1 桁架结构介绍和建模假设  25-32
    3.1.1 桁架结构介绍  25-30
    3.1.2 桁架结构的建模假设  30-31
    3.1.3 有关桁架主梁的数据  31-32
  3.2 桁架主梁的静力分析  32-37
    3.2.1 桁架主梁自重产生的应力应变  34-35
    3.2.2 载荷23t、28.75t 在跨中产生的应力应变  35-37
  3.3 桁架主梁的模态分析  37-38
  3.4 桁架主梁的Simulink 仿真  38-45
    3.4.1 相关理论简介  38-41
    3.4.2 Simulink 仿真  41-45
  3.5 桁架主梁的优化设计  45-48
    3.5.1 有限元ANSYS 优化理论简介  45-46
    3.5.2 ANSYS 优化的一般过程  46-47
    3.5.3 ANSYS 的优化结果  47-48
  3.6 桁架主梁的PDS 计算  48-56
    3.6.1 PDS 简介  48-49
    3.6.2 PDS 分析计算  49
    3.6.3 PDS 分析结果  49-56
  3.7 ANSYS 瞬态仿真分析  56-57
第四章实测结果  57-62
  4.1 测量设备  57-58
  4.2 测点布置  58-59
  4.3 数据处理及结果  59-62
第五章结论与展望  62-64
  5.1 结论  62
  5.2 展望  62-64
参考文献  64-69
致谢  69

门式起重机桁架式主梁的动态分析与优化设计

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