大噸位雙回轉(zhuǎn)鐵路起重機底架優(yōu)化設(shè)計及研究.pdf

1、本論文利用有限元分析軟件ANSYS分析研究2888t(·)m大噸位雙回轉(zhuǎn)鐵路起重機的底架結(jié)構(gòu)。根據(jù)起重機工作工況，提出了一個初始方案，用ANSYS進行了多種建模方式進行有限元分析，找出較符合實際工況合理的計算模型，再進行優(yōu)化設(shè)計，最后進行穩(wěn)定性校核。
　　 首先論文對國內(nèi)外的鐵路和鐵路起重機的發(fā)展進行簡單的概述，然后介紹了鐵路起重機底架傳統(tǒng)算法和有限元算法。以及應(yīng)用到底架有限元分析中的單元、網(wǎng)格、節(jié)點耦合、板殼單元與實體單元連接

2、用的約束方程法等相關(guān)技術(shù)。本論文在回轉(zhuǎn)中心支承處運用APDL對變載荷進行加載，并考慮底架、支腿、液壓油缸等進行整體建模，對支腿與底架主體連接處進行了耦合和剛接兩種不同的處理辦法，采用液壓油缸和地面考慮接觸與液壓油缸和地面全部約束平面移動自由度的兩種不同建模方式，對比了幾種不同組合模型對底架的受力和應(yīng)變的影響。
　　 針對初始方案的幾種危險工況進行分析及校核。底架支腿的抬腿量關(guān)系到起重機工作的穩(wěn)定性和安全性。本論文將理論計算和有限

3、元分析得出的支腿反力進行對比，來模擬實際支腿抬腿量的情況。
　　 按照初始方案設(shè)計底架在應(yīng)力和變形量上都比較小，可以考慮底架的輕量化設(shè)計。利用有限元優(yōu)化理論對底架前四種危險工況分別進行優(yōu)化設(shè)計，在得出的結(jié)果中，綜合考慮圓整后結(jié)果再進行每種工況的校核。對后面幾種吊臂在全平面內(nèi)回轉(zhuǎn)的工況，取吊臂與底架對角線垂直的角度進行校核。全部校核通過就滿足了底架的輕量化設(shè)計的要求。
　　 最后隨著起重機起重量和起重力矩不斷的增加。德國生

4、產(chǎn)的底架的結(jié)構(gòu)進行了改進，在原來的底架縱梁中增加了一塊縱向鋼板，分擔(dān)縱梁變截面處和底架與支腿連接處的局部應(yīng)力和確保底架的整體的剛度，特別是回轉(zhuǎn)支承附近的剛度，保證底架的其他構(gòu)件的穩(wěn)定性。
　　 對底架的整體穩(wěn)定性，縱梁翼緣板和腹板進行穩(wěn)定性的校核。在理論計算底架穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，ANSYS中線性特征值屈曲分析也能計算出臨界屈曲載荷，保證底架工作時的局部穩(wěn)定性。
　　 本文探討了底架設(shè)計的幾種方案和有限元分析方法，并對箱型底