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高速铁路架桥机结构稳定性分析

高速铁路架桥机结构稳定性分析

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作者：兰瑞鹏武汉理工大学

学位级别：硕士

近年来,我国高速铁路建设如火如荼,预计到2020年,中国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过1.8万公里,占世界高速铁路总里程的一半以上。纵观我国现行的高速铁路建设,900吨级架桥机是高效铺设铁路线过程中不可或缺的主要施工装备... 详细信息

近年来,我国高速铁路建设如火如荼,预计到2020年,中国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过1.8万公里,占世界高速铁路总里程的一半以上。纵观我国现行的高速铁路建设,900吨级架桥机是高效铺设铁路线过程中不可或缺的主要施工装备,而确保其结构的安全性能是设计者面临的重要课题。强度、刚度、疲劳和稳定性作为结构安全设计的四个重要指标,前面三个已经日趋完善,能够快速精确的得出计算结果。而对结构稳定性的研究大多还停留在经验上,更多的时候仅仅局限于手工计算,设计效率低下,如何提高设计效率存在问题。另外,很多时候的研究也存在这样的问题：将结构的整体稳定性与局部稳定性分开考虑,分析结构整体性失稳时,不考虑局部构件的失稳;分析局部失稳时,不考虑结构的整体失稳,忽略结构局部失稳与整体失稳的相互影响作用。对于结构的重要部件,缺乏快速精准的稳定性计算方法。本文以JQ900A型架桥机为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS对架桥机结构进行模拟。在强度计算的前提下,首先运用欧洲起重机设计规范对结构稳定性进行手工计算校核。再运用ANSYS内部提供的屈曲分析模块,分别对架桥机一号柱和主梁进行屈曲稳定性分析评估。主要工作如下： 1)对JQ900A型架桥机的作业过程和各工况进行载荷分析,并据此对其进行载荷的组合;2)运用ANSYS中的各种单元进行建模,并对JQ900A型架桥机金属结构进行强度、刚度分析;3)提取强度计算中的相应数据,运用欧洲起重机设计规范相关理论公式,以JQ900A型架桥机一号柱和主梁为研究对象,分别研究其结构整体稳定性和局部稳定性的计算方法;4)运用ANSYS软件中的屈曲分析模块,用板单元、梁单元分别对一号柱进行特征值分析,得出整体性失稳和局部性失稳的影响因素及二者的相关联系;5)运用板梁混合单元对架桥机主梁进行稳定性分析,用有限元方法寻找一种快速精确求解主梁局部失稳临界载荷和失稳模态的方法,其中包括板单元和梁单元的正确对接,以获得最精确的边界约束条件;并在此基础上,分析了纵向筋和横隔板对主梁局部稳定性的影响。

关键词： JQ900A型架桥机 f.e.m 屈曲整体稳定性局部稳定性

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