桥式起重机预拱曲线的节能设计研究

【摘要】：起重机械在在现代化生产过程中的应用非常广泛,是不可或缺的辅助工具和工艺设备。桥式起重机作为大型设备,运行时的能量损耗较大。影响能耗的原因很多,主梁的上拱曲线对小车运行的影响是不可忽视的一个。主梁的上拱曲线不仅可以减少运行阻力,还保证了起重机运行的安全和平稳。预制主梁上拱曲线主要通过腹板的曲线下料完成的。影响主梁上拱的因素很多,如自重、吊重、焊接变形等,为保证主梁具有合理上拱,需要得到这些因素下的主梁变形,以确定腹板的下料曲线。采用有限元法分析可以得到比较准确的结果。 本文首先从节能和性能方面论述了主梁上拱的重要意义,论述了国内外对主梁上拱度的规定和研究现状,分析了影响主梁上拱曲线各个因素。利用有限元软件hyperwoks对额载时的50/10t典型箱型桥式起重机主梁进行结构分析,以得到无上拱和有上拱主梁在自重和吊重下的挠曲变形和小车运行轨迹,并作了比较；然后通过ABAQUS软件,采用热力耦合技术,选取分段移动串热源,对桥式起重机主梁的焊接进行了数值模拟分析,并与理论计算值进行了比较,有利于指导主梁腹板的曲线下料；由于起重机在运行时的吊重不是固定值,不同的吊重在某一上拱曲线上有不同的能耗,因此通过对起重机吊重概率分布的研究,得到在不同分布时能耗最小的上拱曲线。本文的研究结果对腹板下料提供了很好的参考价值。 【关键词】：桥式起重机 上拱曲线 有限元法 焊接变形 概率载荷
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 课题来源与意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 主梁上拱度与预拱曲线8-9
• 1.2.2 有限元法的研究现状9
• 1.2.3 焊接变形仿真的研究现状9-10
• 1.2.4 上拱曲线与载荷谱的匹配10
• 1.3 本文主要研究内容10-12
• 2 桥式起重机上拱曲线设计基础分析12-20
• 2.1 起重机主梁的腹板下料的上拱度估算12
• 2.2 起重机主梁上拱曲线理论分析12-16
• 2.3 小车运行能耗计算16-17
• 2.4 理论计算实例17-19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 桥式起重机上拱曲线有限元分析20-33
• 3.1 桥式起重机主梁模型20-21
• 3.2 无上拱曲线主梁的下挠曲线有限元分析21-24
• 3.3 常用上拱曲线主梁的下挠曲线有限元分析24-31
• 3.3.1 腹板下料常用曲线24-25
• 3.3.2 起重机主梁上拱的有限元分析实现25-31
• 3.4 上拱矫正的有限元模拟31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 箱型主梁的焊接变形数值模拟33-47
• 4.1 焊接的有限元模拟理论33-37
• 4.1.1 热传导和热应力的基本理论33-36
• 4.1.2 焊接变形36
• 4.1.3 焊接热源模型36-37
• 4.2 基于abaqus的焊接模拟分析过程37-38
• 4.3 主梁盖板与腹板焊接变形数值模拟38-43
• 4.3.1 模型的建立38-40
• 4.3.2 温度场的计算40-41
• 4.3.3 应变场的计算41-43
• 4.4 腹板与角钢的焊接模拟分析43-44
• 4.5 筋板的焊接变形数值模拟44-45
• 4.6 数值模拟分析与理论计算的比较45-46
• 4.7 本章小结46-47
• 5 基于概率吊重的起重机上拱曲线设计47-56
• 5.1 起重机概率载荷分析47-49
• 5.1.1 起重机载荷谱系数47-48
• 5.1.2 起重机吊重载荷谱48-49
• 5.2 起重机概率载荷及与上拱曲线的匹配49-55
• 5.2.1 起重机概率载荷的确定49-51
• 5.2.2 预拱曲线与概率吊重的匹配51-55
• 5.3 本章小结55-56
• 6 总结与展望56-58
• 6.1 论文总结56
• 6.2 工作展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录62

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