桁架门式起重机主梁三维设计与分析.pdf

1、硕士学位论文桁架门式起重机主梁三维设计与分析T h r e e-d i m e n s i o n a lD e s i g na n dA n a l y s i so nM a i nG i r d e ro fT r u s sG a n t r yC r a n e作者：郭云霞导师：张亮有教授太原科技大学2 010 年6 月；j。m，；。蔷：0。A产，嚏，、ej；。fJ、：毋、，缸，j，j，钆声明尸明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡

2、献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。作者主名：奎垦至：整日期：趁!：垒：逻关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原科技大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件、复印件与电子版；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)o作者签名：立喜丕二蠢二J 期：一丝 坠亟：丝导师签名：中文摘要本文阐述了目前国内外桁架门式起重机的研究现状、发展方向及其在工业生产中的

3、重要作用。在此基础上，针对桁架门式起重机主梁杆构件较多、设计繁琐、分析困难等特点，提出了对主梁结构进行设计、建模及工程分析一体化的设计方案。首先对桁架门式起重机主梁结构进行设计，包括类型及材料的选择、参数的确定、杆件截面尺寸计算、载荷的计算、载荷组合形式的选择及强度刚度稳定性的验算：其次应用S o l i d W o r k s 对跨度3 9 6 米，起重量3 5+3 5 吨的双梁桁架门式起重机主梁进行了三维建模设计，采用两种方法对该桁架门式起重机建立三维有限元模型，并对两种建模方法进行比较；再次针对各种载荷工况，用S o l i d W o r k s S i m u l a t i o n

4、 对主梁进行了有限元分析，验证在各种工况下主梁危险截面的强度和刚度；最后以跨度3 9 6 米桁架门式起重机主梁为桁架门式起重机的基本模型，结合桁架结构特点，以W i n d o w s 操作平台、V B 6 0 为二次开发环境，开发了桁架门式起重机主梁的参数化设计、建模和有限元分析一体化设计分析软件。跨度为3 9 6 米桁架门式起重机主梁设计分析一体化的实现，对提高桁架门式起重机的设计质量、缩短设计周期、降低设计成本具有显著优越性；而设计分析软件操作简便、建模效率高、实用性强、为企业研发新产品提供了方便。关键词：主梁；桁架；参数化设计；有限元分析；三维建模丝璺坐曼!一一一_ 一A B S T

5、R A C TT h i sa r t i c l eg i v ef u l lr e s e a r c ht ot r u s sg a n t r yc r a n ea th o m ea n da b r o a I C Ia l b o u tr e s e 锄C hs t a t u s，d e v e l o p m e n td i r e c t i o na n di m p o r t a n tr o l ei nt h ei n d u s t r i a lp r o d u c t i o n O nt h i sb a s i s，t h e s ec h

6、a r a c t e r i s t i c sa r em o r em e m b e r s、c o m p l i c a t e dd e s i g I l、d i f f i c u l ta n a l y s i sf o rt r u s sg a n t r yc r a n e 3 Dp a r a m e t r i cd e s i g n，m o d e l i n ga n de n g i n e e r i n ga n a l y s i sa r eg i v et ot h em a i ng i r d e ro ft h et r u s sg

7、a n t r yc r 砒l e，m 8 l d et h ei n t e g r a t i o no fd e s i g n，m o d e l i n ga n de n g m e e n n ga n a l y s i s F i r s t W i t hd e s i g no ft h em a i ng i r d e rs t r u c t u r eo ft h et r u s sg a n t r yc r a n e，i n c l u d i n gc h o s eo ft h es t y l ea n dm a t e r i a l s，d e

8、t e r m i n a t i o no fp a r a m e t e r,c a l c u。l a t i o no ft h eb a rs e c t i o na n ds i z e，c a l c u l a t i o no fl o a d，t h ec h o s eo fl o a dc o m ob i n a t i o n s 锄dc h e c k i n go ft h es t r e n g t h，s t i f f n e s s，s t a b i l i t y；S e c o n d，B yu s e do fS o l i d W o r

9、 k s3 Dm o d e l i n gd e s i g ng i v et om a i ng i r d e ro ft h et r u s sg a n t r yc r a n ew i t hs p a no f3 9 6m e t e r s，a n dl i f t i n gw e i g h t3 5+3 5 t B u i l d3 Df i n i t ee l e m e n tm o d e lt ot h i st r u s sg a n t r yc r a n eb yu s et w ok i n d so fm e t h o d s，a n dc

10、 o m p a r et h e僦ok i n d so fm o d e l i n gm e t h o d s；A c c o r d i n gt ov a r i o u sl o a dc o n d i t i o n s,f i n i t ee l e m e n ta n a b s i st ot h em a i ng i r d e rb yu s eo fS o l i d W o r k s S i m u l a t i o n，c h e c k i n gt h es t r e n g t ha n dr i g i d i t yo fd a n g

11、e r o u ss e c t i o no ft h eg i r d e ru n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s；F i n a l l y,T a k et h em a i ng i r d e ro ft h et r u s sg a n t r yc r a n ew i t hs p a no f3 9 6m e t e r sf o rb a s i cm o d e l，c o m b i n i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft r u s sS t l m c t

12、u r e s)W i t ht h eW i n d o w so p e r a t i n gp l a t f o r ma n ds e c o n d a r yd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n to fV B 6 0，b u i l td e s i g na n a l y s i ss o f t w a r ei n t e g r a t i o no fp a r a m e t r i cd e s i g n，m o d e l i n ga n df i n i t ee l e m e n ta n a l y s

13、 i so fm a i ng i r d e ro ft h et r u s sg a n t r yc r a n e W i t ht h ei n t e g r a t i o no fd e s i g na n da n a l y s i st om a i ng i r d e ro ft h et r u s sg a n t r yc r a n ew i t hs p a no f3 9 6m e t e r s，h a v es i g n i f i c a n ts u p e r i o r i t yt od e s i g nq u a l i t y,s

14、 h o r t e nt h ed e s i g nc y c l e，r e d u c i n gc o s t D e s i g na n a l y s i ss o f t w a r ew i t hs i m p l eo p e r a t i o n，h i g he f f i c i e n c ym o d e l i n ga n dp r a c t i c a l，a n dp r o v i d e st h ec o n v e n i e n c ef o re n t e r p r i s et od e v e l o pn e wp r o d

15、 u c t s K e yw o r d s：M a i ng i r d e r；T r u s s；P a r a m e t r i cd e s i g n；F i n i t ee l e m e n ta n a l y s i s；3 Dm o d e l i n gI I目录目录第一章绪论11 1 问题提出11 2 桁架式起重机发展现状11 3 起重机C A D C A E 发展现状21 4C A D C A E 技术特点及应用软件21 4 1C A D C A E 内涵及特点21 4 2O A D C A E 的应用软件41 5 课题研究内容和意义4第二章桁架门式起重机主梁

16、结构设计。72 1 桁架门式起重机结构72 1 1 起重机结构类型。72 1 2 桁架结构的组成及特点72 2 桁架计算模型建立过程1 02 3 主梁结构主要技术参数112 4 杆件截面设计一1 22 5 载荷计算1 32 5 1 载荷计算原理1 32 5 2 载荷计算1 42 6 主梁强度、刚度验算2 02 7 本章小结2 1第三章桁架门式起重机三维C A D 设计2 33 1S o|Id W o r k s 功能及特点2 33 1 1S o I d W o r k s 的基本功能2 33 1 2S oI ld W o r k s 软件特点2 43 2S oIid W o r k s 三维建模思路2 53 3 桁架门式起重机三维有限元模型方案2 63 3 1 三维有限元模犁的两种设计方案2 63 3 2 设计方案的对比2 93 4S ol id W o r k s 的二次丌发3 03 4 1 二次丌发原理1 2 引3 0目录3 4 2 二次丌发思路313 5S oI id W o r k s 二次开发的过程3 23 5 1 二次开发的目的3 23 5 2 选择V B 语言进行S oI