水平臂塔式起重機突然卸載沖擊系數(shù)的研究.pdf

1、塔式起重機（簡稱塔機）是一種高聳、重載的大型工程機械，在各個行業(yè)尤其是建筑行業(yè)得到了廣泛的應用。隨著新技術和新材料在機械工程領域的廣泛應用以及工程需求的提高，塔式起重機結構向著大型、高速和輕量化方向發(fā)展，塔式起重機在使用過程中所受的沖擊急劇增加，對于塔式起重機動態(tài)特性以及設計中動載沖擊系數(shù)的研究也更受關注，突然卸載是塔機較為常見也是塔機結構受載最為嚴重的工況之一，對塔機突然卸載沖擊的研究一直是起重機行業(yè)研究人員所關注的方向，極具研究意義

2、和工程價值。本文著重研究水平臂塔式起重機卸載工況下的動力學特性，通過建立合理的突然卸載工況動力學模型，開展了不同的卸載工況下塔機結構動力響應的特性研究，為修訂《塔式起重機設計規(guī)范》中的突然卸載沖擊系數(shù)以及實際工程應用中如何合理考慮卸載沖擊提供理論依據(jù)。
　　首先建立了卸載工況下的塔機動力學分析模型，根據(jù)塔機的結構和工作特點，選取合理的廣義坐標，建立規(guī)模適度的動力學控制方程?；趧恿W普遍方程，建立塔身、塔帽、吊臂、平衡臂、拉桿等各

3、個部件的運動方程，最后采用了多體系統(tǒng)動力學方法，考慮各部分之間的約束關系，建立具有5自由度的整個塔機的系統(tǒng)方程。
　　其次，建立了QT15型和QT810型兩種塔機的ANSYS模型。分別對ANSYS模型和本文模型進行了靜力學分析和動力學分析，對比兩種方法的仿真結果，證明了本文模型結果正確、計算效率高；應用了ANSYS模型和本文模型進行瞬態(tài)分析，均表明卸載沖擊系數(shù)與幅度、卸載質(zhì)量、平衡塊質(zhì)量等都有關系的結論，這與工程實際完全一致，也進

4、一步驗證了本文方法得到的結果比傳統(tǒng)載荷系數(shù)法采用單一計算公式更符合實際情況。將為改進規(guī)范中的突然卸載沖擊系數(shù)提供理論依據(jù)。
　　最后，針對實驗室已有的QT15型塔式起重機開展了突然卸載工況實驗研究，主要研究不同幅度下，塔式起重機突然卸載工況下塔身應力的變化，并將實驗結果、本文仿真結果、《規(guī)范》計算結果進行比較分析，進一步證明了本文方法更能反映塔機突然卸載的實際沖擊情況。
　　本文系統(tǒng)地研究了最為常見的水平臂塔式起重機在突然卸