塔式起重机臂架周期性拓扑优化设计

为实现塔式起重机臂架桁架结构腹杆的布局优化,提出了基于连续体拓扑优化的桁架结构优化设计方法.首先去除起重臂腹杆,用腹板代替,同时为克服臂架细长难以进行拓扑优化的特点,将起重臂划分为若干个优化周期,建立臂架的周期性板梁优化模型;然后使用周期性SKO(soft kill option)方法对腹板进行连续体拓扑优化,优化中使用温度过滤函数消除棋盘格式现象,得到优化的腹板拓扑构型;最后使用有限单元8-邻域网格模型骨架提取算法得到腹板拓扑的中心骨架进而得到优化的腹杆布局.选取QTZ63塔式起重机最大幅度、最大起重量和最大应力3种典型工况作为优化工况,并考虑起升动载荷、风载荷及惯性载荷进行优化设计.基于3种典型工况,从强度、刚度、稳定性方面对原臂架和优化臂架进行了对比分析,验证了优化方法的有效性.     

塔式起重机起重臂的模糊优化设计

以塔式起重机起重臂为优化对象,针对塔机起重臂结构特点,建立了起重臂的质量优化目标函数,对模糊约束条件采用扩增系数法求出其隶属函数,很好的转化了约束条件。并运用MATLAB优化工具箱寻求问题最优解,使求解过程得到简化,能可靠地获得全局最优解。     

一起塔式起重机起重臂折臂事故原因分析及预防措施

通过一起塔式起重机起重臂折臂事故现场基本情况的分析,指出下弦杆连接销轴脱落是折臂事故发生的主要原因,并针对使用和维护提出了一些预防起重臂折臂和断臂事故的建议。     

基于ANSYS的塔机起重臂结构轻量化设计

为保证塔机起重臂结构在安全工作条件下质量最轻,文章借助APDL语言在ANSYS中建立QTZ5010型塔机起重臂结构有限元模型,并进行静态仿真分析,得出起重臂结构应力应变情况及其富余量;以起重臂结构轻量化设计为目标,结构横截面尺寸为优化变量,极限工况载荷下结构应力应变为约束,建立了起重臂结构优化设计数学模型,并对其结构质量最小化进行迭代计算。迭代结果显示,起重臂结构质量减少了309kg,减轻了11.6%,实现了起重臂结构的轻量化设计,并且优化后的臂架结构强度比优化前有明显提升。分析结果表明建立的起重臂结构优化数学模型具有可行性,为现役塔机结构轻量化设计提供了参考。     

高空作业车伸缩臂臂架截面优化

介绍了伸缩臂臂架截面的发展过程以及未来趋势,对伸缩臂臂架截面的研究提出了有效方法。运用ansys自带的优化功能,对起重机伸缩臂U臂架进行了简化建模以及优化分析。针对起重机伸缩臂臂架过重,制约了起重机伸缩臂起升高度的发展,利用ansys仿真软件,对起重机伸缩臂臂架进行仿真分析。在满足状态量刚度和应力的条件下,降低了起重机伸缩臂臂架自重,以此提高起重机整体性能。结果表明,这种优化方法,很大程度上减轻了伸缩臂臂架的自重,提高了起重机伸缩臂臂架的起升高度和起重机整体稳定性性能。     

起重机伸缩臂截面拓扑优化

将拓扑优化应用在起重机臂架截面结构设计中,可以解决起重机伸缩臂结构的最优分布问题,从而提高起重机伸缩臂的力学性能,减轻臂架自重.分析拓扑优化中材料变密度法及其相关参数对拓扑优化结果的影响,采用结构力学中的拓扑优化方法建立了伸缩吊臂的拓扑优化数学模型.利用HyperMesh软件建立起重机臂架的有限元模型,并用OptiStruct软件进行优化分析,获得了最优的臂架截面拓扑图.优化结果表明数学模型是合理的,拓扑优化应用在起重机臂架截面设计中是有效的.     

塔式起重机倾翻原因及预防

塔式起重机俗称塔吊,它是一种塔身竖立、起重臂回转的起重机械。和其它起重机相比,塔式起重机具有以下优点:一是塔身较高,起重高度大;二是由于起重臂安装在塔身上部,而且高出建筑物,所以有效作业空间大,可将构件、材料、工具等吊至有效空间内的任何位置;三是可以自身维持平衡,无须拉牵缆风绳,占用工作场地少。由于     

超高层建筑施工塔吊的动力特性和地震响应规律研究

由于施工塔吊的广泛性和周转使用期限为20年甚至更长,致险地震发生概率也会相应增加。为了研究超高层建筑施工塔吊抗震性能,通过对某实际工程中的动臂式塔吊进行了现场监测并获取其实测自振频率,同时以此为依据对塔吊有限元模型进行有效修正。在此基础上,为了探究超高层建筑在施工过程中塔吊的地震响应规律,分析地震作用下超高层建筑与塔吊的耦合效应,结果表明,超高层建筑—塔吊模型存在多个共振区域,滤波后的时程分析进一步验证该结论。在超高层建筑施工过程中,塔吊爬升过程中有两次地震响应放大现象,需要重视其抗震性能的动态变化。探讨塔吊的动力特性随施工过程的动态发展规律和破坏效应,发现塔吊的应力热区集中在塔身的顶部和起重臂根部,在大震下易出现相应位置的弯折破坏。     

超高层建筑施工塔吊的动力特性和地震响应规律

由于施工塔吊的广泛性和周转使用期限为20年甚至更长,致险地震发生概率也会相应增加。为了研究超高层建筑施工塔吊抗震性能,通过对某实际工程中的动臂式塔吊进行了现场监测并获取其实测自振频率,同时以此为依据对塔吊有限元模型进行有效修正。在此基础上,为了探究超高层建筑在施工过程中塔吊的地震响应规律,分析地震作用下超高层建筑与塔吊的耦合效应,结果表明,超高层建筑-塔吊模型存在多个共振区域,滤波后的时程分析进一步验证该结论。在超高层建筑施工过程中,塔吊爬升过程中有两次地震响应放大现象,需要重视其抗震性能的动态变化。探讨塔吊的动力特性随施工过程的动态发展规律和破坏效应,发现塔吊的应力热区集中在塔身的顶部和起重臂根部,在大震下易出现相应位置的弯折破坏。     

折臂式随车起重机的动力学分析

为了对折臂式随车起重机进行动力学分析,先建立折臂式随车起重机的Creo动力学模型,并分析其工况特点。应用Creo动力学模型计算某一工况下各个构件的受力,得出了动臂油缸受力最大。对动臂油缸进行动力学分析的过程中发现了动臂油缸受力的三个阶段。进一步研究,得到了吊重质量、伸缩臂长度和运行速度与动臂油缸受力的偏微分关系,并计算出了偏微分方程组的解析解。为折臂式随车起重机的机构设计提供了一种高效便捷的方法。     

定柱式旋臂起重机结构整体优化研究

根据旋臂起重机整体结构特点和规范规定,建立了面向整机对象的数学模型,基于MDOD方法,研发出参数化整体优化设计软件,并巳成功地用于工程实践,与常规设计对比表明,所建立的模型与方法很好地协调了旋臂起重机各结构部件的力学性能,实现了整体经济性和可靠性的最佳匹配。     

塔式起重机双拉杆变截面臂架计算

本文将塔式起重机变截面水平臂架视为超静定连续梁,建立含有Heaviside函数的弹性支承变截面连续梁变形微分方程,借助力矩平衡方程,编制程序,求解出臂架拉杆力,从而确定变截面臂架任意截面的内力和变形。     

船用起重机吊臂的有限元分析

为准确计算船用起重机吊臂的刚度和强度,在分析其结构原理与典型工况的基础上,采用ANSYS软件在典型工况下对较危险的二节臂进行应力与应变分析。仿真表明：危险截面发生在基本臂与二节臂的连接处,在工况一下的应力、应变最大,最大应力小于材料的许用应力,最大应变也在许可范围内。该方法验证了设计的可行性,为优化吊臂结构提供参考依据。     

门座起重机臂架系统对重平衡运动学分析

本文以门座起重机臂架变幅机构为刚性体,建立其数学系统模型,运用分析软件对其对重平衡和组合臂架重心以及整个变幅机构重心进行运动学计算和数据归纳,准确总结出变幅机构变幅过程中变幅系统对重平衡等各重心位移变化情况,为门座起重机变幅系统平衡性能和吊点货物移动的稳定的优化设计提供数学模型基础.     

新型后摇杆驱动四连杆变幅机构的受力分析与程序实现

新型四连杆变幅机构的特点:后摇杆驱动、臂架活动范围大、外观和几何形态特别、重心高度低。运用该变幅机构的浮式起重机已在欧洲的荷兰等国的港口中投入使用,完成转载、过驳等装卸作业,实现带载变幅,即工作性变幅。运用机构学、力学原理来分析该新型四连杆变幅机构的受力情况,经实例分析计算并使用MATLAB编程实现,证明了该新型四连杆变幅机构的力学性能良好,非常适宜带载变幅作业。     

汽车起重机副臂结构的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS中的接触对模拟副臂臂节间搭接处的接触问题,建立汽车起重机副臂结构的实体模型,并进行非线性分析计算,得到结构变形和应力分布,验证了结构的刚度和强度能够满足要求.该方法不仅可以应用于汽车起重机副臂结构的设计计算,并可为其他接触问题提供解决方法.     

桁架门式起重机结构系列优化设计研究

本文针对桁架门式起重机结构特点,建立了结构优化设计模型,运用离散优化方法,完成了桁架门式起重机系列优化设计计算软件研制,应用结果表明,软件具有较好的适应性和实用性,优化设计效果明显。     

塔吊基础设计系统的研究与开发

依据国家有关规范建立科学的设计计算模式,研究开发了“塔吊基础设计系统”软件,论述了该系统的功能和相关技术原理,推广应用后有助于改变当前工程施工现场技术人员按各自的理解和参照不同的计算公式进行塔吊基础设计的混乱状况,从而减少施工现场的安全隐患。     

塔式起重机不平衡力矩控制方法的探讨

不平衡力矩的存在,给塔式起重机的设计带来不便,也增加了制造成本。本文就塔式起重机不平衡力矩的产生与控制进行探讨。得到了有益的启示。