海上風(fēng)電吊裝裝備金屬結(jié)構(gòu)有限元分析

【摘要】：在當(dāng)今能源高度緊張的情況下，風(fēng)力發(fā)電是世界各國(guó)重力投入的項(xiàng)目，風(fēng)機(jī)安裝是風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)，用于風(fēng)機(jī)安裝的起重機(jī)對(duì)起重能力和起吊高度上有更高的要求，而海上風(fēng)機(jī)安裝相比于陸地上有較高的難度，所以各國(guó)投入大量的人力、物力用于風(fēng)電吊裝裝備的研發(fā)。在風(fēng)電安裝過程中起重機(jī)承受很大沖擊載荷等因素影響，將直接影響風(fēng)電安裝安全性，因此本文對(duì)用于風(fēng)電吊裝的起重機(jī)進(jìn)行了強(qiáng)度等關(guān)鍵技術(shù)研究，主要的研究?jī)?nèi)容有： 1)起重機(jī)關(guān)鍵金屬結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度分析 通過起重機(jī)經(jīng)典理論的分析，完成了起重能力460噸、起吊高度100米的起重機(jī)設(shè)計(jì)，并根據(jù)起重機(jī)經(jīng)典校核理論對(duì)其進(jìn)行了校核。建立起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的有限元模型，根據(jù)起重機(jī)的危險(xiǎn)工況對(duì)模型進(jìn)行加載和約束，對(duì)該模型進(jìn)行靜態(tài)分析，得到起重機(jī)各部分金屬結(jié)構(gòu)在危險(xiǎn)工況下的應(yīng)力云圖和位移云圖，掌握了各部分金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中和危險(xiǎn)區(qū)域，為起重機(jī)的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。 2)起重機(jī)重要金屬結(jié)構(gòu)吊臂的模態(tài)分析 通過對(duì)吊臂系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，得到前6階的振型圖和振動(dòng)頻率來反應(yīng)吊臂的振動(dòng)特性。通過對(duì)起重機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)馬達(dá)啟動(dòng)、貨物偏擺等情況振動(dòng)現(xiàn)象的研究，將得到的結(jié)果與模態(tài)分析得出的吊臂的固有頻率進(jìn)行比較分析，驗(yàn)證吊臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。 3)起重機(jī)重要金屬結(jié)構(gòu)吊臂瞬態(tài)特性分析 運(yùn)用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)吊臂在不同啟動(dòng)方式下產(chǎn)生的不同沖擊載荷進(jìn)行了瞬時(shí)動(dòng)態(tài)特性分析，得到了吊臂在沖擊載荷極限工況下的應(yīng)力云圖和位移云圖以及危險(xiǎn)部位。最后，通過對(duì)四種起升工況下的吊臂進(jìn)行瞬時(shí)動(dòng)力學(xué)分析，獲得了不同啟動(dòng)情況下的吊臂系統(tǒng)垂直方向位移、速度、加速度以及吊重所受合力隨時(shí)間歷程響應(yīng)。此次分析給操作人員提供了起重機(jī)的工作情況，為以后的起重機(jī)設(shè)計(jì)工作者提供參考，也進(jìn)一步驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)起重機(jī)建模、求解過程的正確性。 【關(guān)鍵詞】：起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 靜力計(jì)算 模態(tài)分析 瞬態(tài)特性分析
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究背景、目的和意義13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況13-19
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外起重機(jī)發(fā)展?fàn)顩r13-18
• 1.2.2 船用起重機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r18-19
• 1.3 論文的結(jié)構(gòu)和研究?jī)?nèi)容19-21
• 1.3.1 論文結(jié)構(gòu)19
• 1.3.2 研究的內(nèi)容19-21
• 第2章 有限元理論及其軟件介紹21-35
• 2.1 大噸位桁架式吊臂的經(jīng)典計(jì)算方法和理論校核21-25
• 2.1.1 吊臂所受載荷的計(jì)算21-23
• 2.1.2 吊臂強(qiáng)度計(jì)算23-24
• 2.1.3 吊臂剛度計(jì)算24
• 2.1.4 吊臂穩(wěn)定性計(jì)算24-25
• 2.2 有限元單元法基礎(chǔ)知識(shí)25-32
• 2.2.1 微分方法的提法25-29
• 2.2.2 位移有限單元法29-30
• 2.2.3 應(yīng)力有限單元法30-32
• 2.3 有限元分析軟件 HyperWorks 和 ABAQUS32-33
• 2.3.1 HyperWorks 的功能塊 HyperMesh 的介紹32-33
• 2.3.2 ABAQUS 的介紹33
• 2.4 研究對(duì)象有限元模型的建立33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 船用起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的靜態(tài)分析35-52
• 3.1 載荷和邊界條件處理35-41
• 3.1.1 載荷36-38
• 3.1.2 邊界條件處理38-41
• 3.2 線性計(jì)算41-51
• 3.2.1 起重機(jī)各部分金屬結(jié)構(gòu)的許用強(qiáng)度和剛度41-42
• 3.2.2 工況 1 線性計(jì)算及結(jié)果分析42-46
• 3.2.3 工況 2 線性計(jì)算及結(jié)果分析46-51
• 3.3 本章小結(jié)51-52
• 第4章 船用起重機(jī)重要金屬結(jié)構(gòu)吊臂的模態(tài)分析52-58
• 4.1 模態(tài)分析的基本理論52-54
• 4.1.1 結(jié)構(gòu)的固有特性52
• 4.1.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)52-54
• 4.2 模態(tài)分析的結(jié)果54-55
• 4.3 起重機(jī)各工作部件頻率的研究55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 船用起重機(jī)重要金屬結(jié)構(gòu)吊臂的瞬態(tài)特性分析58-71
• 5.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的基本理論58-59
• 5.2 阻尼59-60
• 5.3 吊臂動(dòng)態(tài)工況分析60-61
• 5.4 吊臂瞬時(shí)動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果61-64
• 5.5 吊臂起升過程的動(dòng)力響應(yīng)分析64-70
• 5.5.1 系統(tǒng)響應(yīng)分析64-65
• 5.5.2 起升過程激勵(lì)曲線65-66
• 5.5.3 預(yù)張緊階段分析計(jì)算66-67
• 5.5.4 系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)分析結(jié)果67-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與的科研項(xiàng)目76-77
• 致謝77

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關(guān)于召開GB/T 3811-2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》宣貫會(huì)議的預(yù)通知    

尋找起重機(jī)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)    朱德康;

《起重機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)例》征訂    

“起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范”編寫組召開第一次工作會(huì)議    

淺談塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想    唐明清

對(duì)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》修訂的思考與建議    張翔生,童占榮

程序控制起重機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)    朱德康;

程序控制起重機(jī)的設(shè)計(jì)    張延全;

塔式起重機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)研討    王積永，宋世軍，張明勤

起重機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)展望    朱德康;鄒勝;

試論我國(guó)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范的編制和水平    萬(wàn)力;

對(duì)修訂《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》的建議    萬(wàn)力;

關(guān)于《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》“結(jié)構(gòu)”部分修訂的幾個(gè)問題    萬(wàn)力;

從無(wú)到有,穩(wěn)步前進(jìn)    顧迪民;

RSC45正面吊運(yùn)機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)CAE分析    張連文;吳樂堯;李翠英;

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為船企“監(jiān)”出安全    記者 張銀炎

特種設(shè)備安全不容馬虎    本報(bào)記者 周旋

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海上風(fēng)電吊裝裝備金屬結(jié)構(gòu)有限元分析    趙玲芳

基于ANSYS的隨車起重機(jī)吊臂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化原理與方法研究    孫川

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基于無(wú)線通信技術(shù)的在役起重機(jī)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)    韓玉習(xí)

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