摘要
塔式起重机简称塔机,亦称塔吊,是建筑工地上最常用的一种起重设备。塔机工作时产生的冲击和振动,易造成塔机金属结构部分的破坏,起重臂作为塔机的主要受力部件,其结构强度和刚度关系着工作的可靠性和安全性。运用有限元分析软件ANSYS建立了QTZ63塔式起重机起重臂的实体模型,通过对臂架的应力计算分析和各阶模态的计算,得到在三种典型工况下起重臂的应力分布情况和固有频率及振型特征,对避免起重臂架在工作频率范围内产生共振及起升卸载时产生过大变形有实际意义。 本文主要针对QTZ63型自升式塔式起重机起重臂,基于有限元分析理论,使用有限元分析软件ANSYS进行结构分析。本文首先对QTZ63自升式塔式起重机起重臂进行有限元模型的建立,在此基础上,选取三种典型工况,对起重臂工作的约束条件及各工况下的受力情况作详细的分析,其次对其进行静力学分析以及动力学分析。本文起重臂的建模采用直接在ANSYS中建立塔式起重机起重臂的几何模型,再定义其梁的截面形式及尺寸,然后划分网格,形成有限元模型的方法。通过对起重臂的受力分析,对起重臂在三种工况下进行静力学分析,其次进行模态分析。由于地震对塔机影响过大,因此需要进行地震谱分析。 通过静力学分析,得出该塔式起重机起重臂的最大位移及最大应力均在设计要求的范围内,并且最大应力离材料的许用应力有一些距离,有很大的材料结余。通过模态分析,得出QTZ63塔式起重机起重臂为低频振动系统,快速起升和卸载时的冲击容易引起共振。通过地震谱分析,得出在地震的作用下,起重臂在X、Y方向上的变形是造成其受损的根本原因。
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