学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

履带起重机臂架有限元简化模型稳定性分析

作　者: 马青
导　师: 赵福令
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 履带起重机臂架 有限元简化模型 稳定性分析
分类号: TH213.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 509次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着工程建设发展的需要,起重机日益向着大型、高耸、轻柔化、格构式方向发展。由于高强度钢材的大量采用,提高了结构强度,却使刚度和稳定性问题日显突出。复杂桁架式结构的稳定性分析成为当代大型起重机结构设计计算的难点。由于履带起重机臂架系统为空间桁架结构,且主臂和副臂轴多有夹角,利用传统的数学模型和力学方法已经很难对其稳定性进行准确的校核。随着现代力学方法和计算机技术的发展,大型的商用有限元分析软件被引入到起重机的设计计算中。其中ANSYS是应用最为广泛,通用性最好的一款有限元软件,但目前国内外在对ANSYS的应用上,通常按照臂架实际结构进行建模,在臂架较长的情况下或者建立多种长度的臂架模型时,建模工作十分繁琐,耗时耗力。针对上述存在的现实问题,本文充分分析研究履带起重机桁架臂的结构特点,深入研究臂架系统的有限元模型简化、ANSYS线性屈曲分析及非线性稳定性分析、ANSYS二次开发技术和VB编程技术等,论文的主要研究工作和研究成果具体如下:(1)分析履带起重机桁架臂的工作原理、结构特点和受力情况,了解已有的建模工作中出现的工作量大、模型不易修改等问题,确定臂架有限元模型简化的必要性和可行性。(2)研究如何利用有限元分析软件ANSYS进行结构稳定性分析,包括线性屈曲分析和非线性稳定性分析。(3)根据臂架的整体结构特点,确定桁架臂在ANSYS中的模型简化方案,选择变截面梁单元,对臂架惯性矩进行等效计算,改进臂架各部分铰点的连接方式,并通过比较复杂模型和简化模型的屈曲特征值误差,确定简化方案的正确性。(4)分析臂架的实际受力特点和线性屈曲分析的不足之处,对有限元简化模型进行非线性稳定性分析,得出臂架变形和受力大小之间的关系曲线。(5)开发履带起重机臂架稳定性分析系统,该系统封装了稳定性分析所用到的所有ANSYS命令,用户只需输入设计变量值即可,软件会自动调用ANSYS进行批处理分析,并保存计算结果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 履带起重机综述  9-12
    1.1.1 概述  9
    1.1.2 国内外履带起重机现状及发展趋势  9-12
  1.2 结构稳定性的概述及应用现状  12-16
    1.2.1 结构稳定性概述  12-14
    1.2.2 结构稳定性的分析方法  14-15
    1.2.3 格构式构件稳定性研究的现状  15-16
  1.3 本文研究意义和主要工作  16-17
    1.3.1 课题来源及意义  16
    1.3.2 论文主要工作内容  16-17
2 履带起重机臂架系统工作原理及结构屈曲的理论基础  17-24
  2.1 臂架组合方式与工作原理  17-18
  2.2 臂架有限元模型的边界条件处理  18-21
    2.2.1 臂架载荷组合  18-19
    2.2.2 载荷计算  19-20
    2.2.3 有限元模型边界条件  20-21
  2.3 欧拉公式与稳定性校核经验公式  21-23
    2.3.1 材料力学中的欧拉公式  21-22
    2.3.2 起重机设计规范中的稳定性校核公式  22-23
  2.4 本章小结  23-24
3 线弹性稳定性计算时臂架系统在ANSYS中的模型简化  24-41
  3.1 线性特征值屈曲分析  24-26
    3.1.1 线性特征值屈曲分析的理论基础  24
    3.1.2 线性特征值屈曲分析在ANSYS中的应用  24-26
  3.2 传统的臂架系统有限元模型结构  26-29
  3.3 臂架系统有限元模型简化研究  29-34
    3.3.1 有限元单元类型的选择  29-30
    3.3.2 截面惯性矩的等效计算  30-32
    3.3.3 臂架各部分的铰点连接  32-34
  3.4 算例分析  34-40
    3.4.1 复杂模型的屈曲特征值分析结果  35-36
    3.4.2 简化模型的屈曲特征值分析结果  36-39
    3.4.3 复杂模型和简化模型的结果误差分析  39-40
  3.5 本章小结  40-41
4 基于ANSYS的臂架简化模型非线性稳定性分析  41-53
  4.1 臂架系统非线性分析的必要性  41
  4.2 几何非线性有限元的理论基础  41-44
  4.3 ANSYS中的非线性稳定性分析  44-49
    4.3.1 非线性稳定性分析的一般步骤  44-48
    4.3.2 基于二次加载的非线性稳定性分析方法  48-49
  4.4 算例分析  49-52
  4.5 本章小结  52-53
5 履带起重机臂架稳定性分析系统设计  53-66
  5.1 系统需求及可行性分析  53-55
    5.1.1 ANSYS二次开发技术  53-54
    5.1.2 Visual Basic集成开发环境  54-55
  5.2 系统工作流程及功能实现  55-62
    5.2.1 系统工作流程  55-58
    5.2.2 系统功能实现  58-62
  5.3 实际算例  62-65
  5.4 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-69
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  69-70
致谢  70-71

相似论文

  1. 振清二标K29+450～K29+900段开挖边坡稳定性分析及加固优化研究,U418.52
  2. 处置库污泥工程特性测试及其对垃圾堆体稳定性影响评估,X705
  3. 强力型履带起重机臂架疲劳分析,TH213.7
  4. 里伍铜矿采空区处理技术研究,TD862.1
  5. 250t履带起重机臂架设计,TH213.7
  6. 三类不确定时滞神经网络的稳定性分析,TP183
  7. 低温液化气体储罐强度分析和结构改进,TE972
  8. 预应力张弦梁设计理论与施工控制研究,TU378
  9. 分层液膜沿非均匀受热斜面流动传热特性分析,TK124
  10. 紫金山金铜矿露地联合开采地下采场稳定性分析,P618.51
  11. 贵新公路岩质边坡变形机理研究及数值模拟分析,U416.14
  12. 基于非线性弯曲理论的臂架腰绳作用机理研究,TU646
  13. 露天矿井工开采下边坡加固设计研究,TD824.7
  14. 65nm工艺高性能SRAM的研究与实现,TP333
  15. 绿纱矿岩质高边坡稳定性分析与评价,P642
  16. 极限平衡法和有限元法分析排土场边坡稳定性,TU43
  17. 康临高速公路柔性挡墙稳定性分析与风险评价,U417.11
  18. 路基悬锚式挡土墙设计与稳定性分析,U417.11
  19. 平榆高速公路狮子凹隧道水平岩层围岩稳定性研究,U451.2
  20. 岩溶对隧道工程的影响及岩溶处治技术研究,U455.49
  21. 土质边坡渐进破坏计算机仿真及模型试验研究,TU43

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 > 履带式
© 2012 www.xueweilunwen.com