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大跨度门式起重机结构有限元分析与改进

白浩亮  
【摘要】:我国起重运输机械制造业经过半个世纪的发展,已具有一定的规模和水平,形成了较为完整的科研、生产体系,已能为国内各部门提供各种相应的产品,独立为国家重点工程提供所需的大型成套设备。但是,与世界先进水平比较,无论在产品的品种、数量方面,还是机械的性能、质量等方面都存在着一定的差距。当前,进入全球化国际竞争市场,我国的起重机制造业面临着机遇与挑战并存的新形势。因此起重机的不断发展和创新是关键。 本论文以某大跨度双梁门式起重机为原型,参照岸边集装箱起重机和斜拉桥的结构形式,对该双梁门式起重机采用加斜拉杆。首先,使用有限元分析软件ANSYS建立该双梁门式起重机模型。然后,充分考虑局部载荷的处理方式,将载荷分散避免出现加载处的集中应力,采用简支的方式进行约束,避免多余的约束,对铰接处采用自由度耦合的方式进行模拟。最后,对改进前后的双梁门式起重机进行结构静强度,刚度及模态分析,对比改进前后的计算结果并做出总结。研究结果表明:斜拉杆对大跨度门式起重机受力状况改善效果显著,加斜拉杆后结构应力分布较为均匀且均满足设计手册要求。改进方式较为合理,能充分节约材料降低成本。改进后结构自振频率满足手册要求。 本论文与现场生产实际直接联系,研究结果可直接反馈到生产实际当中,检验现有产品设计的合理性。本文的研究对我国大跨度门式起重机金属结构的设计有一定的指导意义,另外,有限元计算过程比传统的公式计算过程周期短、结果全面,理解和掌握新的设计方法对今后的工作和学习都具有深远的意义。


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