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作者：

贾园园

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摘要：

随着建筑物的增多及其高度的增加,对塔式起重机的使用会越来越多,所以对塔机进行合理的设计会直接关系到塔机的安全性能、工作效率及经济性等。目前,国内对塔机的研究,多采用有限元分析软件完成不同工况下的静力学分析以及模态分析,也有的研究者对塔机进行瞬态动力学分析、谐响应分析等,然而对塔机进行刚柔耦合动力学仿真分析的则相对较少。采用ADAMS软件进行动力学分析可以很有效的分析塔机的动态性能,也可以更好地模拟塔机实际工作时的状态。本文的研究对今后更好的进行塔机的设计有一定的指导意义,通过运用一些计算软件协助于塔机的设计及分析,在一定程度上可以减少塔机的研制周期、节约成本。本文是基于QTZ40型塔式起重机的设计,并利用有限元分析软件ANSYS、三维建模软件UG和机械系统动力学自动分析软件ADAMS完成了塔机的相关分析。本文主要完成了以下几个方面的研究:1.简单介绍了本论文中需要用到的一些基本理论,列出了QTZ40型塔式起重机的设计标准及基本参数,计算出塔机所主要承受的载荷,完成了QTZ40型塔式起重机三大工作机构的设计及计算。2.利用有限元分析软件ANSYS完成了塔机的有限元建模,并且对其进行两种典型工况下的静力学分析,得出两种工况下的最大应力发生位置以及最大位移值,并且证明塔机的最大应力小于材料的许用应力,塔机的强度满足要求,并存在一定的材料剩余。3.对塔式起重机进行模态分析,分析得出塔机各阶模态的固有频率及其振型图,证明塔机为低频振动系统,对塔机各阶的振型图进行了总结分析。4.利用UG与ADAMS之间的接口完成塔机虚拟样机模型的建立;利用ANSYS生成起重臂架结构的模态中性文件,并通过ANSYS与ADAMS之间的接口将其导入到ADAMS中,替换虚拟样机模型中的起重臂架结构的刚性体文件。5.对塔机的刚柔耦合模型进行两种起升工况下的仿真分析,得出两种起升工况下动载荷的变化曲线,分析了起升动载荷对塔机工作时的影响。

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关键词：

塔式起重机 ANSYS 动载荷 ADAMS 刚柔耦合 tower cranes ANSYS dynamic load ADAMS rigid-flexible coupling