起重机起升动载系数的确定方法

通过建立非线性起升动力学模型,确定了起重机在起升过程中产生的最大动载荷。模型较为准确地反映了荷重离地起升的过程,可以用于计算起升动力响应,求得的动载荷可用于起重机结构动态有限元分析。     

基于瞬态动力学的铸造起重机桥架疲劳裂纹形成寿命研究

铸造起重机是钢铁冶炼工业中重要的起重运输装备,其工况环境恶劣,出现事故引发的危害大,对此类装备进行力学性能及疲劳分析显得尤为重要。文中针对200/63t四梁四轨双小车铸造起重机,建立其桥架三维模型及钢包起升阶段动力学模型。通过仿真获取该阶段钢丝绳的弹性力,并以其为载荷施加于铸造起重机桥架进行瞬态动力学分析。在获取桥架结构应力动态响应的基础上,提取大于阈值σd的应力幅值,并结合损伤力学建立了冲击疲劳损伤演化模型,开展冲击载荷下桥架疲劳裂纹形成寿命研究。结果表明,钢包离地瞬间至其平稳上升的20 s内铸造起重机桥架受到较强的冲击力,建立的冲击疲劳损伤演化模型能较好地估算桥架疲劳裂纹形成寿命,为铸造起重机桥架的结构优化与可靠性设计提供了理论依据。     

起重机起升动载系数分析的新方法及其应用

为了确定起重机在起升过程中产生的最大动载荷,建立了非线性起升动力学模型。利用该模型研究起重机在梯形起升速度曲线下的动力响应,并将求取结果与实测进行对比,验证了模型的准确程度。模型较为准确的反映了荷重离地起升过程,可以用于计算起升动力响应,求得的动载荷可用于起重机结构动态有限元分析。     

双梁桥式起重机货载起升过程桥架的应力特性

桥式起重机作为生产车间重要的搬运设备,其货载起升过程,桥架频繁承受冲击载荷的作用。以50/10t双梁桥式起重机桥架为研究对象,建立货载起升过程动力学模型,获取该阶段小车动态轮压,并将其作为桥架动态载荷开展瞬态动力学分析,研究不同起升速度下桥架应力特性;依据桥架结构形式及其受力特点,开展动态应力测试研究。结果表明,小车起升速度越大,应力以及货载离地后的应力幅最大值均越大,而且两者与小车起升速度呈线性关系;桥架结构动态应力测试结果与瞬态动力学分析结果基本吻合,为该型桥式起重机桥架动态设计及优化提供了理论依据。     

基于ANSYS Workbench的箱型伸缩吊臂动态特性研究

大型化、高速化逐渐成为起重机的一个发展趋势,这些都会加剧整机的动态响应。为研究铁路起重机箱型伸缩吊臂在吊重被突然提升离地与吊重悬空静止开始起升两种工况真实动态特性,引入了钢丝绳阻尼系数,建立了运动微分方程,推导出相应工况整个过程的动态载荷的理论公式。公式表明载荷为绕固定值上下振动、振幅不断衰减的周期函数。据此在ANSYS Workbench中建立了铁路起重机箱型伸缩吊臂有限元模型,采用模态叠加瞬态动力学分析法详细研究了不同载荷频率与吊臂固有频率比值对吊臂最大应力的影响,得出频率比与最大应力关系曲线。结果表明,即使动载荷振幅衰减速度较快,在共振区吊臂最大应力同样会超过材料的屈服极限。     

加载时间对桥式起重机激励的影响

货物突然离地起升这一工况是起重机动力分析的关键之一,利用ANSYS Workbench有限元软件中的瞬态动力学分析模块对此单梁桥式起重机进行瞬态分析,得出桥式起重机跨中满载起升货物时,整机最大变形处垂直方向的位移、速度、加速度值,并得出该点在垂直方向的位移、速度、加速度的响应曲线。结果表明加载时间越短,对起重机的激励越明显。因此在实际操作过程中,放缓货物的起升过程对起重机的维护有很大的意义。     

起重机臂架在起升冲击载荷作用下动态特性研究

根据电机启动特性，文中运用有限元分析中的子空间迭代法和杜汉梅耳积分对四连杆起重机臂架结构在吊重起升冲击载荷作用下动力学特性进行研究，通过对臂架系统振动模态和吊重突然加速起升引起的冲击动态响应计算，分析臂架系统在各种工况下结构的动力学特性，给出臂架结构设计动载系数ψ2的解析表达式和数值解，为该类起重机结构优化设计和动载系数的选取提供理论依据。     

核电起重机起升故障动态特性研究

根据核电起重机起升机构的特殊构造,建立了核电起重机在吊重离地起升发生断绳故障时机构与桥架结构耦合的弹性多体动力学模型。考虑到2套独立构造、同步驱动吊钩升降的起升卷绕系统的均衡杠杆两端,正常设置受压缓冲装置或假设去掉缓冲装置这2种情况,用Matlab\Simulink工具箱对1根钢丝绳突然断开的故障状态进行仿真对比,验证了核电起重机起升机构设置缓冲减振装置的优越性,其使作业突发故障时机构和主梁结构的振动得到减缓和控制,提高了核电起重机的故障作业安全性。     

基于热弹耦合的铸造起重机起升过程动态特性研究

随着钢铁冶炼工业的快速发展,铸造起重机逐渐往大型化及高速化方向发展,其桥架结构的动态特性直接关系到整机的可靠性与安全性。以200/63 t铸造起重机为研究对象,建立了铁水包起升动力学模型,分析不同起升工况下该阶段钢丝绳的张力;以铁水为热源及热辐射和热传导为传热方式,分析铁水包起升阶段桥架温度场;采用热弹耦合方法,加载桥架模型的节点温度,并以实际工况下的钢丝绳张力与主小车自重之和为载荷,对桥架进行瞬态动力学分析。结果表明,铁水包的起升位置及起升速度对钢丝绳的动态特性均有较大影响;桥架温度场随着铁水包的提升呈非线性变化,铁水包起升速度越快,桥架温度场的变化越明显;采用热弹耦合分析方法较准确地反应铁水包起升阶段桥架结构的动态应力及振动特性,为铸造起重机桥架的结构可靠性设计提供了理论依据。     

船用门式起重机动载荷的确定方法

针对动载荷难以确定的问题,采用基于振动理论动载荷和基于虚拟样机动载荷的确定方法对船用门式起重机起升、小车运行和大车运行三大机构联合启制动下的动力学问题进行了分析.建立了动力学模型和虚拟样机模型,确定了各机构在典型工况下随时间变化的动载荷,得到的最大动载荷为船用门式起重机动态有限元分析提供了数据支撑.     

擦窗机钢丝绳在特殊工况下动载荷分析

以擦窗机提升钢丝绳为研究对象,基于机械振动理论,建立了擦窗机吊重悬空静止时突然起升、吊重匀速下降时突然制动、吊重被突然提升离地三种工况的动力学模型。通过MATLAB软件仿真出不同工况下钢丝绳动载荷随时间变化的关系。以钢丝绳的刚度和结构阻尼比为变量,研究其对钢丝绳动载荷的影响。结果表明,选用刚度较大的钢丝绳能够有效缩减振动系统的震荡时间,对钢丝绳所受的最大动载荷值影响甚微。随着钢丝绳的阻尼比增大,能够有效地减小钢丝绳震荡的稳定时间和钢丝绳所受最大动载荷。为擦窗机结构设计和动态特性优化提供理论参考。     

门座起重机臂架系统在起升动载激励下的动态特性研究

根据机械振动理论,对门座起重机臂架系统结构在起升动载激励下动力学特性进行研究,建立起重机起升机构的动力学模型,确定了起升机构在起动、制动工况下,钢丝绳系统弹性力的计算公式;运用ADAMS动力学软件,对臂架系统结构在起升过程时的动态响应进行仿真研究,为起升动载系数的选取提供一种新方法和理论依据.     

65 t集装箱岸桥动力仿真建模及其在起升工况分析中的应用

以岸边集装箱起重机作为研究对象,通过对其起升工况进行仿真研究其动态特性,探索建立起重机动力学虚拟样机的方法,从动力学的角度研究起重机工作时的动力性能.仿真结果可供设计人员在估算起重机动载荷时参考.     

汽车起重机刚柔耦合振动特性研究

针对某型号汽车起重机,根据多体系统传递矩阵法,建立了包含柔性臂的多刚柔体系统动力学模型,研究了起重机系统的频率响应,分析了起重机在起升过程中的冲击载荷特点,计算了起重机系统的冲击响应。根据弹性形变与应力的关系,推导出了动应力计算公式,求出了柔性吊臂在起升冲击载荷作用下的动应力分布并与试验结果对比。研究了不同衰减系数的电机对吊臂最大动应力的影响。     

电力驱动起重机减少振动的方法

对于电力驱动起重机械动力学的理论和试验研究表明:由于被起升重物对金属基座的磁化,以及在开始瞬间突然接入电动机的最后挡起动电阻,在起重机的起升机构和金属结构的弹性件中产生相当大的动力载荷,而且电动机的转矩高达2.5倍额定值的最大值,并具有初始期间振幅很大的振动特性。     

200t桥式起重机起升机构的动力学仿真分析

对桥式起重机的起升机构进行动力学仿真分析,建立起升机构的动力学理论模型和振动微分方程,推导出起升工况下的动载系数;探讨了起升机构中柔性体钢丝绳的建模方法,并在ADAMS中建立起升机构的动力学仿真模型,进行仿真分析,验证理论推导的起升动载系数,分析机构中零部件的受力状况,为起重机整机的设计及分析时力的加载提供依据。     

多载荷工况下塔式起重机的强度、刚度和安全裕度

基于有限元参数化建模技术,运用Ansys中的APDL程序语言编写了塔式起重机整机金属结构命令流,在自重、起升载荷、风载荷等共同作用下选择3种危险工况,进行结构强度、刚度有限元分析,得到塔式起重机结构最大应力发生的位置和变形最大出现的位置。对整机结构稳定性进行了研究,得到不同工况下的临界极限载荷,来确定塔式起重机不同工况下的安全裕度。     

基于人工神经网络获取起重机当量载荷谱的疲劳剩余寿命估算方法

为实现在役起重机的疲劳剩余寿命估算,预防灾难性事故,确保起重机使用的安全性。针对起重机使用工况的高度随机性和不确定性,以通用桥式起重机为研究对象,首次通过大量的数据调研,采集不同额定起升载荷起重机在一个工作时段内对应不同起升载荷的工作循环次数簇,基于人工神经网络(Artificial neural network,ANN)技术获取预评估起重机的当量载荷谱。以Miner疲劳损伤累积理论、线弹性断裂力学理论和雨流计数法为理论基础,运用Paris-Eadogan方程,推导疲劳剩余寿命计算公式,以实现通用类桥式起重机疲劳剩余寿命估算。经实例验证:所提出的方法可快速获取该类型预评估疲劳剩余寿命起重机的当量载荷谱并估算其主梁的疲劳剩余寿命,大大节省起重机现场实测的烦琐过程和大量投入。与实测应力谱计算的疲劳剩余寿命相比具有较好的吻合性和实用性,说明应用本方法进行起重机的疲劳剩余寿命估算是可行和有效的。     

岸桥小车惯性载荷激励下的门框弹性效应研究

为验证现行《起重机设计规范》(GB/T 3811—2008)中惯性载荷弹性效应计算方法的正确性,通过动力学分析和现场试验相结合的方式研究了岸桥小车起、制动时的轮轨侧向力的动态响应,其反映的是小车惯性载荷激励下的门框弹性效应。研究结果表明,由于弹性门框的振动,小车惯性载荷传递至车轮处产生的动力增长约为《起重机设计规范》中动载系数的2～3倍。因此,《起重机设计规范》中对不同结构采用统一的惯性载荷动载系数存在严重不足,应引起充分的重视。     

塔式起重机结构动力学分析及载荷计算方法

为了准确描述塔式起重机动态性能,保证其安全高效工作,创新的运用空间矢量动力学理论对塔式起重机的工作状态进行动力学分析,推导出塔机复合工作下吊重的载荷计算方法,并结合ANSYS对塔机起升、回转、变幅复合运动工况进行分析计算,提出一套行之有效的塔式起重机动力学设计理论。以QTZ25型塔机为实例,运用推导的动力学理论公式对塔机复合运动的受力情况进行了分析计算,结果表明,塔机复合工作下,结构最大应力变化不大,但塔机变形剧烈。