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。     

塔式起重机力矩限制器全力矩取矩中心的确定

在双吊点吊臂塔式起重机 (以下称塔机 )产品检验中 ,力矩限制器难以调整 ,目前常用的起重性能特性方程并不适用于该机型 ,因此应对其所选取矩的根部铰点进行修正。通常 ,确定塔机起重性能曲线的数学表达式即起重性能特性曲线方程为Ｍｅ=(Ｑ ｑ) (Ｒ -ｃ) ( 1)式中　Ｑ———幅度为Ｒ时所对应的额定起重量　ｑ———吊具系统重量　Ｍｅ———恒力矩 (常数 )　Ｒ———幅度　ｃ———吊臂根部铰点到回转中心的距离对于实际生产和设计过程 ,式 ( 1)给出的起重性能曲线对单吊点吊臂塔机而言是准确的。而对于双吊点吊臂塔机 ,由该式确定的起重性…     

交流异步电动机-弹性连杆机构弹性振动响应的研究

建立了交流异步电动机 -弹性连杆机构系统动力学微分方程 ,并对其进行求解 ,得出了机构一个运动周期内弹性连杆和弹性摇杆动态变形响应和曲柄角速度的变化规律。仿真计算结果表明 :对于曲柄为弹性的异步电动机 -弹性连杆机构系统 ,整个运动周期内电机恒速运行时弹性曲柄的角速度是非均匀变化的 ;基于“完全动力分析”假设与“原动件等速回转”假设下的计算结果相比 ,“完全动力分析”假设下机构构件弹性响应明显增大 ,此时“原动件等速回转”假设已不再适用。     

不同参数对塔机吊重摆角和塔身结构振动的影响

针对塔机结构振动特性的研究虽然已取得了丰硕的成果,但是很多文献把塔机结构当作刚性结构来研究,或者未考虑塔机的加速度对吊重摆角的影响,针对塔机在提升与回转耦合运动下结构振动和空间摆角特性研究的文献则更少。针对塔式起重机的非线性运动易引起结构振动的问题,为了探究其运动规律,在塔式起重机提升与回转耦合运动下,对塔机结构的振动特性进行了理论推导和仿真研究。首先,采用运行特性、物理关系和梁挠度理论,提出了一种塔式起重机位移模型(从加速到恒速再到减速);然后,根据拉格朗日和空气阻力理论,推导了塔式起重机的动力学模型;最后,根据实际塔式起重机的结构和运动特点,设计了实验塔机,利用实验塔机搭建了测试平台,通过吊重的空间摆角实验过程验证了耦合运动模型的有效性,研究了不同的提升加速度、回转加速度和初始摆动角度对非线性耦合运动下吊重的空间摆角和塔身振动的影响。研究结果表明：回转加速度对塔身结构振动和空间摆角有显著影响;提升加速度对塔身结构振动和空间摆角的影响很小;当提升加速度为0.01 m/s²时,摆角θ有最小值;当任意初始角度不小于0.2 rad时,初始角度对塔身结构和摆角振动影响较...     

刚柔耦合运动对起重机吊臂振动固有频率的影响

分析了大型起重机吊臂在变幅过程中存在的刚柔耦合的运动特点对吊臂在标称运动附近振动固有频率的影响,考虑了吊钩和滑轮组质量对吊臂振动固有频率产生的附加效应。基于柔性多体系统动力学理论,采用拉格朗日方程建立了吊臂在标称运动附近的微振动方程,用复模态分析中的状态矢量法对机构振动方程进行了解耦。计算结果表明,在非线性惯性系下,吊臂在标称运动附近的微振动有3对共轭复频率。与采用传统结构动力学方法相比,考虑刚柔耦合运动的因素时,吊臂在三个方向振动的固有频率都有所降低,同时固有频率还受吊臂绕定点转动角速度、吊钩和滑轮组质量的影响,但影响程度较小。     

考虑吊臂弹性的锚泊起重船动力特性研究

为了分析锚泊起重船吊臂柔性对系统动力学特性的影响,采用有限元法对吊臂进行离散,选取包含船舶运动、吊重摆动以及吊臂弹性变形的广义坐标,通过拉格朗日方程建立锚泊起重船的刚柔耦合动力学模型。通过数值方法对系统的动力学特性进行研究,结果表明,波浪激励频率和臂架柔性是影响系统动态特性的重要因素,与刚体模型相比,刚柔耦合模型能够更好地描述锚泊起重船的动力学特性。得到的结论可用于起重船振动的预测与控制,并为后续控制系统的设计提供设计模型。     

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。     

异形高耸塔机回转支承的接触动力学分析

基于刚性多体接触动力学理论,运用三维建模软件Pro/E和动力学仿真软件ADAMS,对异形高耸塔机的回转支承进行接触动力学分析研究,分别以Restitution - based模型和Impact函数模型对其接触过程进行仿真,得出各回转位置角处的接触力和变形量,并与理论计算值相比较,为接触分析模型的选择及回转支承的优化设计与强度校核提供了依据.     

基于ANSYS的塔机不同拉杆吊臂的力学性能研究

日趋发展的建筑行业要求塔机的起重幅度越来越大,促使塔机在双拉杆吊臂的基础上衍生出两种加撑杆式双拉杆吊臂。通过ANSYS构建线框模型,对比分析在相同典型工况、相同起重性能下3种拉杆形式吊臂的应力应变情况。结果表明,加撑杆的吊臂受力更均匀,更安全;另外从选配拉杆方面看,加撑杆固接式吊臂的可选拉杆截面最小。     

全液压塔机回转系统能量再生与应用研究

全液压塔机通常带载回转,转动惯性大。回转制动时,转台惯性动能会导致系统油路压力冲击,最终以热能形式散失造成能量浪费并使油温升高,致使系统性能下降。利用蓄能器和泵/马达二次元件给出一种塔机回转制动能量回收及再利用系统,回转制动的惯性能量回收后用于塔机散热系统的辅助动力,以避免回收能量对系统主回路运行产生影响。仿真结果表明,与原回转液压系统相比,该系统回转制动过程更加平稳,能够保证制动精度,回收的制动惯性能量用于塔机散热系统辅助可节能17.48%。     

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。     

基于齐次坐标变换的塔式起重机综合运动误差建模

通过研究塔式起重机各工作机构的结构形式和运行方式,分析了各工作机构的运动误差;在塔式起重机各工作机构上建立局部坐标系,使用齐次坐标变换法建立了塔式起重机的综合运动误差模型。所建模型不仅为塔式起重机各工作机构机械优化设计提供了理论依据,还为今后塔式起重机运动误差控制指明了方向。     

柔性附着动臂塔式起重机塔身APDL参数化建模及有限元分析

以有限元软件Ansys内部命令和参数化编程语言APDL为基础,研究了柔性附着动臂塔式起重机塔身参数化建模与结构分析问题,编制了参数化建模分析程序。通过对程序中相关参数的输入和调用,实现对三种塔身与三种柔性附着间不同组合方式下塔身结构有限元建模与柔性附着的设计分析,并进行实例计算。     

运用VEGA软件实现塔式起重机载荷摆动仿真

在分析塔式起重机载荷摆动特性的基础上,将载荷摆动非线性动力学模型进行线性化处理,推导出载荷摆动表达式,并应用Matlab软件进行了载荷摆动特性仿真。在VC环境中利用Vega的函数编程实现载荷摆动,在虚拟操作系统中真实再现载荷的运动特性和摆动特性,增强了塔式起重机虚拟操作系统的真实性。     

ANSYS在塔机结构设计中的应用

传统设计方法下塔式起重机试制样机成本高、设计效率低,用ANSYS软件对QTZ40型塔式起重机进行建模与有限元分析,对金属结构的连接、约束、载荷进行有效处理,通过对塔机结构的强度和刚度校核,验证了塔机设计方案的合理性,也证实了有限元分析法的可行性,为塔机产品的优化设计提供理论依据.     

基于Ansys柔性附着动臂塔式起重机起升激励载荷响应分析

以某型号柔性附着动臂式塔式起重机为研究对象,建立了与实体结构相对应的有限元模型,进行了在起升激励载荷作用下的瞬态响应分析,给出了分析结果,为后续更深入的研究打下基础。     

基于二阶理论及刚度分配法的塔式起重机附着结构受力分析

针对塔式起重机弹性附着装置的支撑刚度和内力计算问题,分析了计及二阶效应的塔式起重机塔身受力情况;应用刚度分配法,分析塔身在各种外部载荷作用下导致的支撑结构位移、结构内力和支座反力,给出工程中最常用的三杆式的附着装置支撑刚度的计算方法,给出了支座反力和杆件内力的显式解析表达;运用本文的方法对实际塔机附着装置进行计算分析,通过有限元软件验证了计算的正确性和有效性,为工程设计与应用提供了有益参考和借鉴.     

塔式起重机的金属结构设计与分析

基于有限元技术,利用有限元分析软件ANSYS对塔式起重机金属结构进行有限元建模分析,对建模中的结构简化、塔机载荷选择等进行了探讨和分析,并在此基础上对塔式起重机进行有限元求解分析,从分析中得到关于塔机强度、刚度、稳定性等信息。     

ALGOR FEAS软件在塔式起重机结构动态分析中的应用

讨论了ALGOR软件在自升式塔式起重机结构有限元动态 的应用。介绍了ALGOR FEAS软件的特点,总结了有限元动态计算中的一些体会,同时通过实例计算,对自升式塔式起重机的动态特性有了一定认识,为今后塔机的动态设计提供了一定资料。     

基于ANSYS平台的装卸桥结构有限元分析

装卸桥是一种广泛使用的起重机械。以现有的某80t／38m装卸桥为研究对象,采用ANSYS分析装卸桥起重机的特点,对其在不同工况和组合载荷下进行了结构静强度和刚度分析、动态刚性分析,为装卸桥金属结构的设计提供理论依据。