基于ANSYS的龍門起重機門架結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計與優(yōu)化研究.pdf

1、全球經(jīng)濟一體化和我國對外貿(mào)易的持續(xù)增長，帶動了我國港口物流運輸行業(yè)的蓬勃發(fā)展。因此，我們對作為港口物流運輸?shù)闹饕ぞ叩钠鹬貦C械的性能要求也越來越高。具體來說，就是要求起重機械的額定起重量越來越大，運行速度越來越快。這使得機械運行時的動載荷隨之增大。另外，由于起重機在工作過程中，運動狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化，存在著諸多不穩(wěn)定工況，主要包括載荷起升離地、載荷空中起升、載荷起升過程中制動、載荷起動下降、載荷下降過程中制動、突然卸載、行走時沖擊及碰撞、

2、小車起動和制動等，在這些工況下起重機的結(jié)構(gòu)和機構(gòu)都受到不同程度的沖擊和振動影響。這樣以來，在對起重機械進行設(shè)計時就不得不考慮各種動載對機械結(jié)構(gòu)的沖擊影響，需要以動態(tài)設(shè)計的方法來對起重機械進行設(shè)計。而多年以來，起重機設(shè)計大都將靜強度作為主要設(shè)計準(zhǔn)則，即通常以動載系數(shù)的方法來考慮其在工作時所受的動載荷作用，將靜載荷增大一定的倍數(shù)作為等效的動載荷，在計算時采用靜力計算的方法，這實際上仍是靜態(tài)設(shè)計的方法。另外，我國在對起重機進行的大多數(shù)有限元分

3、析中，往往只是分析起重機金屬結(jié)構(gòu)的承載性能，對整機的分析多采用分步計算的方法。分步計算將整機分解，以支反力實現(xiàn)模型間的關(guān)聯(lián)，可以減小建模的難度。此種方法由于簡化了整機各部分的聯(lián)系，故很難說其結(jié)果對整機動力學(xué)性能的反映是全面的。 本文基于動力學(xué)分析理論和有限元計算方法，使用大型通用有限元分析軟件ANSYS，建立了龍門起重機整機的有限元模型，對模型進行模態(tài)分析和瞬態(tài)分析，分別得到了龍門起重機前十階固有頻率、振型和載荷起升離地過程的動

4、載系數(shù)。論文的主要內(nèi)容有： 根據(jù)起重機動力學(xué)理論，使用ANSYS軟件，建立龍門起重機整機有限元模型，該模型包括殼單元、實體單元以及彈簧單元；對上述模型進行模態(tài)分析得到模型的前十階固有頻率和振型，校核了龍門起重機額定載荷情況下的動剛度；對整機模型進行瞬態(tài)分析，得到了在載荷離地工況和小車運行工況中的系統(tǒng)響應(yīng)特性(包括應(yīng)力和位移)；建立門架結(jié)構(gòu)的梁單元模型，根據(jù)前面動力分析得到的系統(tǒng)響應(yīng)特性對門架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，減少自重，節(jié)省成本。