門式起重機結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析.pdf

1、門式起重機(簡稱門機)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的設(shè)備。門機鋼結(jié)構(gòu)重量占整機重量60％以上，且該鋼結(jié)構(gòu)工作時承受機械運動的活動載荷，將對系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊和振動。鋼結(jié)構(gòu)長期在這種振動的影響下就會導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)疲勞破壞；同時，系統(tǒng)的這種振動參數(shù)如不合理對操作人員也是不利的。因此，對門機進(jìn)行動態(tài)特性研究已成為該設(shè)計領(lǐng)域的研究重點。 本課題依托于實際的工程項目，以32/10t+32/10t雙小車吊鉤門式起重機為研究背景，利用計算機輔助有限元(

2、CAFEA)分析軟件ANSYS對門式起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析中急需解決的動態(tài)特性問題做了較深入研究，根據(jù)計算結(jié)果對主梁結(jié)構(gòu)的疲勞壽命進(jìn)行了估算，給出了一些有意義計算結(jié)果，并提供了具體的分析方法。本論文主要工作如下： (1)本文研究了有限元理論、機械振動理論、計算機輔助工程(CAE)分析方法和疲勞設(shè)計理論，在總結(jié)實際工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上對門機結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究，建立了科學(xué)、優(yōu)化的有限元計算模型，以求達(dá)到相對精確的分析結(jié)果。 (2)運

3、用分塊Lanczos法對門機結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，得出滿載小車位于跨中位置，門機的前15階固有頻率和振型；并討論了門架質(zhì)量、門架剛度、鋼絲繩剛度、約束等結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對固有頻率ωi的影響。 (3)運用FULL法對門機結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)響應(yīng)分析，得出滿載小車位于跨中位置，門機受到起升沖擊載荷作用下，跨中的位移、速度以及加速度時間歷程響應(yīng)；并討論了起升速度改變對起升動載系數(shù)的影響。 (4)運用損傷容限設(shè)計方法對主梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了疲勞壽命

4、計算，建立了以Paris公式為基礎(chǔ)的裂紋擴(kuò)展模型，計算了門機跨中附近主梁下蓋板初始裂紋為0.5mm時，主梁的設(shè)計壽命；并討論了模型中參數(shù)改變對主梁壽命的影響。 利用國際知名的集成化CAE軟件，對門機這類大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模分析可以節(jié)省人力物力，又有比較高的模擬精度，解決了工程中的實際問題，并為今后門機的優(yōu)化設(shè)計、起升動載系數(shù)的選擇、以及門機的維護(hù)和修繕等提供參考依據(jù)，且相關(guān)的計算方法對類似結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析也具有一定的參考價值。