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箱形梁桥式起重机静动态分析与优化

王家营  
【摘要】: 桥式起重机(简称桥机)是我国国民经济发展必不可少的设备。桥机钢结构重量占整机重量60%以上,且工作时承受机械动载荷,对系统产生冲击和振动。钢结构长期在这种振动的影响下就会导致金属结构疲劳破坏;同时,系统的这种振动的有关参数如不合理对操作人员也是不利的。因此,对桥机进行动态特性研究己成为该设计领域的研究重点。 本课题依托于企业实际的工程项目,以太原重型机械集团有限公司某种型号的双梁吊钩桥式起重机为研究对象,利用计算机辅助有限元(CAFEA)分析软件ANSYS对桥式起重机箱形梁桥架结构设计、分析中急需解决的静、动态特性,特别是动态特性问题做了较深入的研究,并在此基础上对桥机箱形主梁进行了优化,得到了具有一定指导与参考意义的结果。本论文的主要研究工作如下: (1)在总结实际工程经验,综合分析由桥架-小车-钢丝绳绕组-吊重组成的桥机系统基础上,利用ANSYS软件建立了合理的桥式起重机箱形梁桥架结构的有限元计算模型; (2)运用ANSYS软件对桥机进行了静力分析,获得了在额定载荷工况下,满载小车位于跨中位置时,桥机静态变形及应力分布规律; (3)运用ANSYS软件对箱形梁桥架结构进行模态分析,获得了满载小车位于跨中位置时桥机的动特性;并讨论了小车位置、起升载荷、钢丝绳下放长度等结构参数改变时对桥机自振频率的影响; (4)运用ANSYS优化模块,以主梁质量最轻为目标,以满足结构强度和垂直方向刚度要求为约束条件,对桥机箱形主梁进行了优化。


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