基于ANSYS的龍門起重機門架結構動態(tài)設計與優(yōu)化研究.pdf

1、全球經(jīng)濟一體化和我國對外貿(mào)易的持續(xù)增長，帶動了我國港口物流運輸行業(yè)的蓬勃發(fā)展。因此，我們對作為港口物流運輸?shù)闹饕ぞ叩钠鹬貦C械的性能要求也越來越高。具體來說，就是要求起重機械的額定起重量越來越大，運行速度越來越快。這使得機械運行時的動載荷隨之增大。另外，由于起重機在工作過程中，運動狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生變化，存在著諸多不穩(wěn)定工況，主要包括載荷起升離地、載荷空中起升、載荷起升過程中制動、載荷起動下降、載荷下降過程中制動、突然卸載、行走時沖擊及碰撞、

2、小車起動和制動等，在這些工況下起重機的結構和機構都受到不同程度的沖擊和振動影響。這樣以來，在對起重機械進行設計時就不得不考慮各種動載對機械結構的沖擊影響，需要以動態(tài)設計的方法來對起重機械進行設計。而多年以來，起重機設計大都將靜強度作為主要設計準則，即通常以動載系數(shù)的方法來考慮其在工作時所受的動載荷作用，將靜載荷增大一定的倍數(shù)作為等效的動載荷，在計算時采用靜力計算的方法，這實際上仍是靜態(tài)設計的方法。另外，我國在對起重機進行的大多數(shù)有限元分

3、析中，往往只是分析起重機金屬結構的承載性能，對整機的分析多采用分步計算的方法。分步計算將整機分解，以支反力實現(xiàn)模型間的關聯(lián)，可以減小建模的難度。此種方法由于簡化了整機各部分的聯(lián)系，故很難說其結果對整機動力學性能的反映是全面的。 本文基于動力學分析理論和有限元計算方法，使用大型通用有限元分析軟件ANSYS，建立了龍門起重機整機的有限元模型，對模型進行模態(tài)分析和瞬態(tài)分析，分別得到了龍門起重機前十階固有頻率、振型和載荷起升離地過程的動

4、載系數(shù)。論文的主要內(nèi)容有： 根據(jù)起重機動力學理論，使用ANSYS軟件，建立龍門起重機整機有限元模型，該模型包括殼單元、實體單元以及彈簧單元；對上述模型進行模態(tài)分析得到模型的前十階固有頻率和振型，校核了龍門起重機額定載荷情況下的動剛度；對整機模型進行瞬態(tài)分析，得到了在載荷離地工況和小車運行工況中的系統(tǒng)響應特性(包括應力和位移)；建立門架結構的梁單元模型，根據(jù)前面動力分析得到的系統(tǒng)響應特性對門架結構進行優(yōu)化，減少自重，節(jié)省成本。