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汽车起重机主臂参数化建模与分析系统

汽车起重机主臂参数化建模与分析系统

作者：侯建洪吉林大学

学位级别：硕士

汽车起重机是一种具有公路机动功能的起重设备，它主要用于各项基础建设（如：港口建设，风电建设）。近年来，随着国家基础建设的加快以及市场竞争日益激烈，汽车起重机获得了极大的发展，人们对它的安全性以及起重能力的要求也随之增... 详细信息

汽车起重机是一种具有公路机动功能的起重设备，它主要用于各项基础建设（如：港口建设，风电建设）。近年来，随着国家基础建设的加快以及市场竞争日益激烈，汽车起重机获得了极大的发展，人们对它的安全性以及起重能力的要求也随之增高。作为汽车起重机中最重要的组件，主臂的性能直接影响着一台起重机整体性能，它必须具有很高的可靠性。为保证主臂的可靠性，近年来人们在主臂设计工作中引入了有限元分析法。然而常规的有限元分析方法对当前的主臂设计工作造成了以下两个问题：a）设计与分析分离;b）重复性建模。这两个问题极大的影响了主臂的设计周期与生产效率。而在主臂的有限元分析工作中采用参数化思想，就可以避免上面的两个问题，但是查阅相关文献之后发现很少有人对起重机主臂结构进行参数化建模与分析。本文将应用参数化的方法对主臂进行建模和分析，这对起重机主臂的研究具有重要意义。目前汽车起重机的主臂结构相似，都是箱型伸缩臂结构。主臂的这些特点也说明对主臂进行参数化建模与分析是可行的。本文通过对当前某系列300t—1200t共6个型号的起重机主臂结构进行分析，总结出一个主臂通用模型，利用ANSYS的二次开发语言APDL以及DOS语言编制了主臂参数化建模与分析程序，并用MATLAB软件建立了一个方便用户使用的界面系统。本文的主要工作如下： 1）根据结构设计参数化思想，对某系列6个型号的汽车起重机主臂结构进行分析总结，建立主臂通用模型。 2）提取参数，并且把这些参数归纳为：能够描述主臂通用模型的几何参数，能描述主臂材料属性的材料参数，能够描述主臂模型受边界约束的边界条件参数与工况参数。 3）规划将要编制的程序，把程序分为六部分：臂节模型建立程序、臂节组装程序、接触定义程序、边界条件施加程序、计算控制程序和结果提取程序，然后基于ANSYS软件平台，用APDL语言编制这些程序。 4）用APDL语言、DOS语言把已经编写好的程序整合到一起形成一个完整的参数化建模与分析程序;为了方便参数的录入，简化程序的操作流程，用MATLAB软件开发一个界面执行模块，并让这个界面能够调用参数化建模与分析程序，完成一个参数化建模与分析系统。 5）选择了某型起重机进行了相关的主臂应变实验，得到实验结果;然后把得到的实验结果与相应的参数化系统计算结果进行了比对。对比结果，发现两者的近似误差较好，验证了该参数化系统的准确性。通过实际的运算，这个主臂参数化建模与分析系统得到了验证，提高了主臂设计工作的效率。

关键词：汽车起重机有限元主臂参数化建模 APDL语言

大吨位全地面起重机主臂有限元分析及臂体截面优化

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大吨位全地面起重机主臂有限元分析及臂体截面优化

作者：戴玉坤燕山大学

学位级别：硕士

全地面起重机是为了吊装大吨位重物而被设计研发的一种重型起重机。该起重机兼具有汽车起重机与越野起重机的特点,因此该起重机具有转场能力快、行驶距离远及在特殊路段通行能力强的优点,广泛被应用于风力发电、救灾及工作场地狭窄,难... 详细信息

全地面起重机是为了吊装大吨位重物而被设计研发的一种重型起重机。该起重机兼具有汽车起重机与越野起重机的特点,因此该起重机具有转场能力快、行驶距离远及在特殊路段通行能力强的优点,广泛被应用于风力发电、救灾及工作场地狭窄,难以安装起重设备的场合。本文以某型号大吨位全地面起重机主臂为研究对象,首先,根据主臂的结构特点,以ANSYS软件参数化设计语言APDL建立了主臂及其辅助工作装置参数化有限元模型;其次,建立了主臂的数学解析模型,得到了典型工况下的超起钢丝绳拉力、臂尾铰点力及主臂变幅液压缸的轴力,并与有限元模型预测值相比较,验证了有限元模型的正确性;然后,对主臂进行了有限元分析,得到了主臂强度、刚度分布及模态结果,根据有限元分析结果确定了主臂的危险工况,应用ANSYS优化模块对臂体结构进行了结构优化,通过臂体截面尺寸的改进,使臂体强度满足设计强度要求,并且使臂体质量减轻了3.4t,为主臂结构设计提供优化方案;最后,开发了全地面起重机主臂系统的辅助分析软件,方便设计分析人员利用有限元分析指导臂体结构设计工作。

关键词：全地面起重机主臂有限元分析尺寸优化软件开发

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8 t汽车起重机伸缩式主臂结构优化设计

装备制造技术 2023年第8期 182-186,207页

作者：朱节宏苏永志北海职业学院广西北海536000 广西柳工机械股份有限公司广西柳州545005

以8 t汽车起重机伸缩式主臂作为结构优化设计的对象,在Creo软件参数化建模的基础上,参照该汽车起重机额定起重量表,合理选择了伸缩式主臂多个工作位置,分别对其进行ANSYS有限元结构静力分析。将获得的伸缩式主臂各节臂的应力、变形等响... 详细信息

以8 t汽车起重机伸缩式主臂作为结构优化设计的对象,在Creo软件参数化建模的基础上,参照该汽车起重机额定起重量表,合理选择了伸缩式主臂多个工作位置,分别对其进行ANSYS有限元结构静力分析。将获得的伸缩式主臂各节臂的应力、变形等响应数据作为结构改进的参考依据,指导伸缩式主臂各节臂局部强化、减少应力集中和减材等方面的设计优化,接着对优化设计后的伸缩式主臂结构进行结构静力分析。分析结果显示,优化设计后的伸缩式主臂结构最大等效应力值明显小于材料的基本许用应力值,强度是足够的,局部结构强度得到了改善,整体质量减轻了约12.61%,符合设计预期。

关键词：汽车起重机主臂优化设计 ANSYS

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履带起重机主臂风场流固耦合分析

起重运输机械 2021年第17期 30-35页

作者：姚峰林崔耀东孟文俊李辉石国善太原科技大学机械工程学院太原030024 徐州工程机械集团有限公司徐州221005

文中合理简化QUY220型履带起重机桁架臂主臂模型,建立主臂结构的流体风场模型和固体计算模型,选择78.16°变幅和吊载130.6 t工况进行分析,得到了流体风场主臂结构的表面压力和速度。利用Workbench将表面压力、速度等参数传递到固体计算... 详细信息

文中合理简化QUY220型履带起重机桁架臂主臂模型,建立主臂结构的流体风场模型和固体计算模型,选择78.16°变幅和吊载130.6 t工况进行分析,得到了流体风场主臂结构的表面压力和速度。利用Workbench将表面压力、速度等参数传递到固体计算模型中,实现主臂结构的单向流固耦合数值分析,提取位移,应力等参数,研究15.5 m/s、28.3 m/s、55 m/s的风载荷对主臂的影响。依据理论和起重机设计规范计算主臂表面的风压和流速,将计算结果与CFX模拟的结果进行比较,发现相对误差最大为0.019873,可用此方法来模拟桁架臂主臂不同风速下的风压,进行更准确的桁架臂主臂结构设计。起重机在不大于28.3 m/s风速下作业,由风速引起的位移占比较小,偏于安全。非工作状态下,随着风速增高由风速引起的位移在总位移中占比提升较快。风速引起的倾覆力矩逐渐增大。在设计桁架臂主臂时应该考虑顺风向风载荷对整机倾覆的影响以及横风向对主臂稳定性的影响。

关键词：履带起重机主臂风荷载流固耦合数值分析

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液压起重臂主臂变幅机构的优化设计

林业机械 1986年第3期 25-27页

作者：金日天林业部哈尔滨林机所

液压起重臂主臂变幅机构设计,是总体设计中的难题。用图解法描述,有时需要绘出几十张方案图,才能找到一个比较合理的参数。至于能否找到最佳参数、此

关键词：油缸推力液压缸外力变幅机构独立变量主臂增广目标函数优化设计

DBQ3000型塔式起重机主臂加装羊角吊杆

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起重运输机械 1992年第9期 39-40页

作者：田复兴山东电建二公司

我公司于1989年3月承建德州华鲁发电厂工程,其一期砼预制主厂房的B列柱为整根预制构件,重115t。CD列框架分四段,最大重亦为115t。1号机组的B列柱和CD列框架是用DBQ3000型塔式起重机和CC1000型履带起重机吊装的。后来2号机组工程进行时,C... 详细信息

我公司于1989年3月承建德州华鲁发电厂工程,其一期砼预制主厂房的B列柱为整根预制构件,重115t。CD列框架分四段,最大重亦为115t。1号机组的B列柱和CD列框架是用DBQ3000型塔式起重机和CC1000型履带起重机吊装的。后来2号机组工程进行时,CC1000型履带起重机必须调走。

关键词：塔式起重机主臂吊杆

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门座起重机箱形主臂架主参数的最优选择

起重运输机械 1985年第11期 10-16,49页

作者：周忠荣郁永熙上海交通大学

变截面压弯杆件在机械工程和结构设计中应用广泛。本文以门座起重机箱形主臂架为例,提出这一类问题建立数学模型的原则和方法,并运用最优化技术成功地确定了门座起重机箱形主臂架主要参数的最佳数值。

关键词：主臂变幅旋转平面箱形门座起重机压弯杆件最优选择主参数

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混凝土输送泵车主臂变幅机构的一种设计方法

建筑机械化 1985年第8期 15-18页

作者：严裕民武汉冶金建筑研究所

我们在HBC 60型混凝土输送泵车的设计与试制过程中,对国外几种型式的混凝土泵车的主臂变幅机构进行了性能分析与比较,发现它们在主臂变幅三铰点的布置上各有不同,并且起升性能亦有所差异。在综合考察了国外多种型式的泵车之后,我们得到... 详细信息

我们在HBC 60型混凝土输送泵车的设计与试制过程中,对国外几种型式的混凝土泵车的主臂变幅机构进行了性能分析与比较,发现它们在主臂变幅三铰点的布置上各有不同,并且起升性能亦有所差异。在综合考察了国外多种型式的泵车之后,我们得到了一些经验,并摸索出一种主臂变幅机构的

关键词：主臂变幅机构混凝土输送泵车

基于PLC的水平卷纸机主臂抗扰动优化控制系统设计

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造纸科学与技术 2022年第4期41卷 24-28页

作者：陈运胜广州华立科技职业学院广东广州511325

针对当前造纸生产线用水平卷纸机主臂受到多扰动因素影响,导致运动控制效果差的问题,提出了基于PLC的水平卷纸机主臂抗扰动优化控制系统设计。使用PLC可编程控制器,经过反复运行来抑制干扰。利用继电器承受高电流和高电压,实现对设备负... 详细信息

针对当前造纸生产线用水平卷纸机主臂受到多扰动因素影响,导致运动控制效果差的问题,提出了基于PLC的水平卷纸机主臂抗扰动优化控制系统设计。使用PLC可编程控制器,经过反复运行来抑制干扰。利用继电器承受高电流和高电压,实现对设备负荷控制。使用多组双绞线电源,有效对供电受到的干扰进行控制。通过光电耦合器,抑制短路、暂态脉冲。设计基于PLC的微分器,结合微分先行控制算法,控制主臂输出量。在控制目标的微分环节上,通过转换控制目标转移函数,添加抵抗空气流产生扰动项目,获取经过动态非线性转换的输出信号。通过动态重力补偿,获取补偿后的控制输出,避免自重产生的控制干扰。由实验结果可知,该系统信号跟踪结果与实际信号存在最大为0.2的误差,对主臂位姿控制精准。

关键词： PLC 水平卷纸机主臂抗扰动微分先行控制