水平臂塔式起重機(jī)突然卸載沖擊系數(shù)的研究.pdf

1、塔式起重機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī)）是一種高聳、重載的大型工程機(jī)械，在各個(gè)行業(yè)尤其是建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著新技術(shù)和新材料在機(jī)械工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及工程需求的提高，塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)向著大型、高速和輕量化方向發(fā)展，塔式起重機(jī)在使用過(guò)程中所受的沖擊急劇增加，對(duì)于塔式起重機(jī)動(dòng)態(tài)特性以及設(shè)計(jì)中動(dòng)載沖擊系數(shù)的研究也更受關(guān)注，突然卸載是塔機(jī)較為常見(jiàn)也是塔機(jī)結(jié)構(gòu)受載最為嚴(yán)重的工況之一，對(duì)塔機(jī)突然卸載沖擊的研究一直是起重機(jī)行業(yè)研究人員所關(guān)注的方向，極具研究意義

2、和工程價(jià)值。本文著重研究水平臂塔式起重機(jī)卸載工況下的動(dòng)力學(xué)特性，通過(guò)建立合理的突然卸載工況動(dòng)力學(xué)模型，開(kāi)展了不同的卸載工況下塔機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的特性研究，為修訂《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的突然卸載沖擊系數(shù)以及實(shí)際工程應(yīng)用中如何合理考慮卸載沖擊提供理論依據(jù)。
　　首先建立了卸載工況下的塔機(jī)動(dòng)力學(xué)分析模型，根據(jù)塔機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)，選取合理的廣義坐標(biāo)，建立規(guī)模適度的動(dòng)力學(xué)控制方程。基于動(dòng)力學(xué)普遍方程，建立塔身、塔帽、吊臂、平衡臂、拉桿等各

3、個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)方程，最后采用了多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，考慮各部分之間的約束關(guān)系，建立具有5自由度的整個(gè)塔機(jī)的系統(tǒng)方程。
　　其次，建立了QT15型和QT810型兩種塔機(jī)的ANSYS模型。分別對(duì)ANSYS模型和本文模型進(jìn)行了靜力學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)比兩種方法的仿真結(jié)果，證明了本文模型結(jié)果正確、計(jì)算效率高；應(yīng)用了ANSYS模型和本文模型進(jìn)行瞬態(tài)分析，均表明卸載沖擊系數(shù)與幅度、卸載質(zhì)量、平衡塊質(zhì)量等都有關(guān)系的結(jié)論，這與工程實(shí)際完全一致，也進(jìn)

4、一步驗(yàn)證了本文方法得到的結(jié)果比傳統(tǒng)載荷系數(shù)法采用單一計(jì)算公式更符合實(shí)際情況。將為改進(jìn)規(guī)范中的突然卸載沖擊系數(shù)提供理論依據(jù)。
　　最后，針對(duì)實(shí)驗(yàn)室已有的QT15型塔式起重機(jī)開(kāi)展了突然卸載工況實(shí)驗(yàn)研究，主要研究不同幅度下，塔式起重機(jī)突然卸載工況下塔身應(yīng)力的變化，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果、本文仿真結(jié)果、《規(guī)范》計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析，進(jìn)一步證明了本文方法更能反映塔機(jī)突然卸載的實(shí)際沖擊情況。
　　本文系統(tǒng)地研究了最為常見(jiàn)的水平臂塔式起重機(jī)在突然卸