基于有限元法的塔机结构系统分析

运用大型通用有限元软件ANSYS对某塔式起重机进行静态结构分析。通过计算塔机结构的静强度和静刚度,在指定工况下,塔机各部位中绝大部分杆件所受工作应力小于材料许用应力,其整机静刚度值大于静刚性许用值,该塔机整机静刚性不能满足使用要求,各部件杆件的静刚度均小于结构许用值,满足使用要求。计算结果为塔机及其他同类结构的设计提供了参考,证明了有限元软件在塔机结构设计中的有效性。     

基于ANSYS的塔式起重机起重臂动力学分析

基于ANSYS对某塔式起重机起重臂进行有限元建模,通过瞬态动力学的求解,对塔机在工况水平变幅及载荷起升瞬间对起重臂结构的动态冲击作了探讨和分析,模拟塔机在变幅及起升过程中的情况,获得了载荷冲击对起重臂结构应力情况,进而分析塔机起重臂结构在动态冲击中的影响,为塔机设计及操作施工等提供了参考。     

基于随机有限元法分析塔机动载荷下的疲劳可靠性

为了计算塔机在随机动载荷作用下的疲劳可靠度,考虑影响塔机可靠度的各输入参数的分布,如塔机动载荷参数的分布,采用随机有限元法得到各疲劳校核点的应力-时间历程,经雨流计数得到应力谱,基于Miner线性疲劳累积损伤理论计算其剩余强度;考虑到塔机结构的复杂性,无法得到其结构可靠性功能函数的显式表达,基于应力-强度干涉理论,采用随机有限元法对塔机的疲劳可靠度进行计算,得到了塔机各年份的可靠度,并对超载对可靠度的影响进行了定量分析,结果表明可靠度随使用年份增加逐渐下降,由于累积疲劳损伤,到一定年份急剧下降;超载对塔机的可靠度影响很大。由于考虑了影响塔机可靠度的各个输入参数的分布,并模拟了塔机工作中的所有可能工作情况,因此结果比现有方法更与实际相符,可以为塔机的疲劳可靠性评估提供参考。     

异形高耸专用塔机结构设计与建模分析

针对传统塔机在高耸建筑结构施工中的不足,借助TRIZ创新理论提出一种新型异形专用塔机,分析其基本结构组成,利用高级建模仿真软件SIEMENS NX构建数字模型,并对金属结构进行静态结构分析与模态分析,得到其应力位移变化情况及自振特性,为结构动力学分析与优化设计奠定了基础。     

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。     

风载荷对动臂塔式起重机静力学的影响分析

应用有限元方法分析了工作状态下和非工作状态下风载荷对动臂塔式起重机静力学的影响,确立了不同风向时动臂塔机最大应力位置。将两种风载荷分别施加于动臂塔机,得出了起重臂最大应力、塔身最大应力和关键节点位移随起重臂仰角的变化曲线。结果表明:起重臂在水平面内的投影与塔身截面对角线重合时,动臂塔机应力最大;平行于起重臂方向的风载荷对动臂塔机的影响大于垂直于起重臂方向的风载荷;塔机不工作时,应将起重臂处于顺风方向,以降低塔身最大应力。     

塔机多工况有限元分析并行求解的研究

对塔机不同工况条件进行有限元分析有利于确保塔机可靠性与安全性。有限元法是结构分析重要的方法,但目前主流的商业有限元软件一次仅能加载一个工况,多工况加载需要按载荷步分批次进行,当工况数量很大时批量工况求解费时费力,难以实现。利用Fortran语言结合APDL参数化语言开发了塔机多工况有限元分析求解器,对同一塔机模型,同时读取任意多个载荷工况文件,利用多线程并行计算方法实现了同一塔机模型同时加载求解任意多个工况。可大大缩短工况数量庞大的塔机有限元分析求解速度,可获得不同工况下塔机任意杆件的内力和应力值,并建立数据库。大规模工况下的求解结果可为塔机安全评估提供大量数据。     

虚拟现实技术在塔机司机训练培训中的应用

以塔式起重机为对象,基于低成本的PC平台,应用3DSMAX及Virtools软件构建出塔机模拟操作系统.重点介绍了塔机操作及相应的软件实现过程,本系统实现模拟各种环境和工况,可专门设置危险场景以训练驾驶员对危险情况的处理.该系统将虚拟现实技术应用到塔机驾驶训练中,不仅使操作培训更加安全、方便,而且培训周期短、费用低.     

塔式起重机起重臂正向设计方法研究

提出双吊点塔式起重机起重臂正向设计方法,进行塔机的高效轻量化设计。在用力法求解拉杆内力进而计算控制截面最大应力的基础上,将起重臂弦杆的等强度作为约束条件建立了起重臂臂架结构的数学模型,用遗传算法进行第一次设计优化得到臂架结构和等截面弦杆的基本参数。进一步用ANSYS系统的APDL建立参数化有限元模型,第二次优化得到起重臂臂架的变截面结构参数。对某型号塔机进行正向设计,并将设计结果与该型号塔机现有设计结果分析对比,表明正向设计方法合理、轻量化效果明显。     

焊接结构件疲劳裂纹扩展的数值研究

针对焊接结构件中出现地裂纹现象,建立塔式起重机起重臂有限元模型。采用有限元数值模拟,同时考虑残余应力的影响,计算QTZ40塔机起重臂下弦杆与水平腹杆焊接处在变幅小车满载和空载状态下,不同长度裂纹对应的应力强度因子,建立裂纹应力强度因子幅与裂纹长度的函数关系,进而估算塔机起重臂的疲劳寿命。结果表明:应力强度因子幅随裂纹长度的增加而增大,当裂纹长度到达某一值后,应力强度因子幅呈指数型加快形式,故采取有效措施防止裂纹的快速扩展,可提高结构的疲劳寿命。     

基于遗传算法的BP神经网络在塔式起重机故障诊断中的应用

为解决BP神经网络存在的收敛速度慢、易陷入局部极小点等不足,利用遗传算法随机搜索性强,易收敛到全局最优解的优点对其进行改进,通过误差平方和的倒数建立遗传算法与BP神经网络的联系,以改进网络权值、阈值为目标,优化神经网络结构,以更加有效地应用改进网络进行预测、识别,将其应用于塔式起重机的状态识别中,可很好地对塔式起重机进行故障诊断.     

附着钢丝绳参数变化对塔机结构性能的影响

采用大型通用有限元软件ANSYS,对某动臂式塔机的柔性附着装置在线弹范围内进行非线性大变形计算、分析,得到附着钢丝绳长度、直径对塔机结构性能的影响曲线,并分析了这些参数与柔性附着式塔机结构性能之间的关系。     

塔式起重机起重臂结构和稳定性有限元分析

对塔式起重臂的建模、约束处理作了探讨,在此基础上利用通用有限元软件ANSYS对QTZ630塔式起重机起重臂进行了稳定性分析,得到了起重臂典型工况下的特征值。其成果对于塔式起重机在设计中就可心模拟实际情况进行稳定性分析,对塔机的设计具有指导和借鉴意义。     

塔式起重机起重力矩特性的计算和调整

针对目前双吊点臂塔机起重力矩曲线的理论值与实测值误差较大的现实,根据塔式起重机力矩限制器的作用机理,指出常用起重机起重力矩特性方程的局限性,对双吊点吊臂塔式起重机是不准确的。本文通过力学分析提出双吊点吊臂塔式起重机的起重力矩特性的计算方法,并通过程序实现之,从而解决了双吊点塔机的起重力矩曲线绘制的理论,并提出了实际应用中对理论曲线调整的方法,最后作为实例给出了用程序和常规算法计算42m双吊点臂QTZ315塔机的起重力矩特性表。     

考虑刚柔耦合效应的塔机水平臂回转制动分析

着重讨论塔式起重机吊臂回转制动过程中运动弹性动力分析问题,在回转运动分析中考虑了机构大位移造成的刚体运动与结构自身弹性变形之耦合,运用柔性多体系统动力学理论在回转平面内建立了吊臂的动力学模型,给出分析与求解方法,并对某实际塔机进行了运动弹性动力分析,得出与塔机实际动力特征相符的结果.     

TZC1350履带起重机塔臂结构系统研究

大型履带起重机是一种重要的起重运输机械,开发研制拥有自主知识产权的起重机设备对提升企业竞争力具有重要意义。文中研究了TZC1350履带起重机塔臂结构,分别对塔臂的载荷、临界力以及稳定性进行了讨论,给出载荷和临界力的计算公式。并通过有限元分析讨论塔臂的应力和位移分布情况,为TZC1350履带起重机的结构设计提供理论支持和设计数据。     

塔式起重机监控中无线复合传感器的设计

利用ZigBee无线技术和数据级融合算法设计了一种复合传感器,以监控塔式起重机的吊钩/吊臂运动的方向和速度.通过分析和试验表明,该复合传感器可靠性高,易实现编程,安装使用更方便,功耗低,满足了塔式起重机监控系统的要求.同时,解决了吊钩/吊臂的运行状态实时采集和布线难的问题,对塔式起重机的安全运行和准确吊装有重要的工程实际意义.     

塔式起重机起重力矩曲线的确定

针对双吊点吊臂塔式起重机的起重力矩曲线的理论值与实测值误差较大的问题,根据力矩限制器的作用机理,指出常用起重机起重力矩特性方程的局限性,说明起重力矩特性方程对双吊点吊臂塔式起重机而言是不准确的。通过力学分析提出双吊点吊臂塔式起重力矩特性的计算方法,从而较圆满地解决了起重力矩曲线绘制的理论和应用问题。     

桅杆式起重机吊臂组件有限元分析与优化设计

以800 t/30 m桅杆式起重机为例,对其箱形梁式吊臂结构进行有限元强度分析。利用ABAQUS软件数值模拟了4种工况下吊臂的结构应力和变形,对优化前后的结构进行力学性能对比,并分析了优化设计对结构模态的影响。计算结果表明,各载荷工况下吊臂结构最危险位置均发生在主吊臂与转台的连接处,提升重物的绞点处次之,有局部应力集中现象;通过优化吊臂局部结构和钢板厚度,达到了减轻自重、提高强度和刚度的效果,且优化结果十分可观。