基于ANSYS的大噸位雙回轉(zhuǎn)鐵路起重機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)的分析與研究

1、論文題目論文題目學(xué)學(xué) 生：李軒灝生：李軒灝專專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化班班 級(jí)：級(jí)：2007級(jí)級(jí)學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：2074020348指導(dǎo)老師：崔承勛指導(dǎo)老師：崔承勛 講師講師鐵路起重機(jī)圖片研究背景目前，國(guó)際上有90%的機(jī)械產(chǎn)品和裝備都采用有限元進(jìn)行分析，進(jìn)而進(jìn)行修改和優(yōu)化。而國(guó)內(nèi)起重機(jī)設(shè)計(jì)仍延續(xù)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，用有限元進(jìn)行吊臂結(jié)構(gòu)分析還不多。本文試圖利用ANSYS軟件對(duì)每節(jié)吊臂進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出重量較輕，結(jié)構(gòu)合理的起重機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)。減輕吊臂結(jié)構(gòu)重量，提高其力學(xué)性能。充分發(fā)揮材料性能，使吊臂結(jié)構(gòu)更加合理。研究目的研究意義結(jié)構(gòu)更合理。傳統(tǒng)的起重機(jī)吊臂造價(jià)高，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，吊臂

2、壽命低，在鐵路救援中極易損壞。性能最優(yōu)化。通過ANSYS有限元軟件對(duì)吊臂結(jié)構(gòu)的分析，設(shè)計(jì)出更理想的雙回轉(zhuǎn)鐵路起重機(jī)吊臂。鐵路起重機(jī)結(jié)構(gòu)圖雙回轉(zhuǎn)鐵路起重機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)的分析1單元選取本文對(duì)吊臂結(jié)構(gòu)選用實(shí)體單元(solid element)建立吊臂的實(shí)體模型，在建模方面，利用ANSYS強(qiáng)大的建模功能，可以很直觀的反映吊臂受力時(shí)結(jié)構(gòu)的變形。2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化實(shí)踐證明，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)在不影響計(jì)算精度的前提下，做些適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化工作是必要的。對(duì)于像吊臂這樣的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，有限元網(wǎng)格劃分基本上是按照自然結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化時(shí)并不是簡(jiǎn)單的去掉一些部位，如滑輪組等部分，而是按照等剛度原則進(jìn)行等效處理，即要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化前

3、后，在相同的受力狀態(tài)及邊界條件下，各節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生相同的位移，也就是說消耗的變形能相同。吊臂結(jié)構(gòu)圖起重機(jī)吊臂整體受力圖吊重Q=70t ,S=14t,N=148t加載和約束材料參數(shù)彈性模量為：2.1105N/mm2； 泊松比：0.3；材料密度：7.8510-6kg/mm3；重力加速度：9.8m/s2；吊重Q=70t ,S=14t,N=148t基本臂受力情況及約束為了求解方便，本過程只考慮吊臂自重，變幅油缸對(duì)吊臂的力及二節(jié)臂對(duì)吊臂的作用力。鬧表后蓋模具立體裝配體吊臂基本臂的網(wǎng)格劃分基本臂施加載荷變形圖位移變形圖加載后應(yīng)力及變形圖基本臂的模態(tài)分析雙回轉(zhuǎn)鐵路起重機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)通常只需要計(jì)算前幾階模態(tài)。利用前面建

4、立的有限元模型運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析得出前5節(jié)固有頻率及相應(yīng)的振型位移云圖。1階模態(tài)顯示2階模態(tài)顯示3階模態(tài)顯示4階模態(tài)顯示5階模態(tài)顯示二節(jié)臂受力情況及約束為方便求解，部分力忽略二節(jié)臂施加載荷變形圖二節(jié)臂位移變形圖加載后應(yīng)力及變形圖二節(jié)臂的模態(tài)分析1階模態(tài)顯示2階模態(tài)顯示3階模態(tài)顯示4階模態(tài)顯示5階模態(tài)顯示應(yīng)力結(jié)果分析由基本臂和二節(jié)臂變形圖可知，在基本臂變幅油缸上鉸支座與吊臂連接處，該部位的應(yīng)力比較集中，二節(jié)臂吊具處也超過了應(yīng)力的安全值，因此在設(shè)計(jì)中需注意材料的選擇模態(tài)結(jié)果分析從振型分析中可知，基本臂與二節(jié)吊臂接觸處參與了多種形式的振動(dòng)，為確保結(jié)構(gòu)預(yù)期的疲勞壽命，應(yīng)在設(shè)計(jì)和制造中加強(qiáng)接觸處的連接強(qiáng)度。重視該部位焊接質(zhì)量，以提高其疲勞壽命?？偨Y(jié)ANSYS強(qiáng)大的建模和分析功能能夠比較真實(shí)的模擬鐵路起重機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，通過與實(shí)際情況的對(duì)比，可知其計(jì)算結(jié)果的可靠性相當(dāng)高。在基本臂的前部，所受的載荷比較的大，因此如沒有加強(qiáng)筋和上蓋板外側(cè)