快架塔机塔身折叠过程虚拟样机仿真分析

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1、分类号：TH1210710-2012125075硕士学位论文快架塔机塔身折叠过程虚拟样机仿真分析李强导师姓名职称王进教授申请学位级别工学硕士学科专业名称机械设计及理论论文提交日期2015年4月20日论文答辩日期2015年6月11日学位授予单位长安大学Thesimulationanalysisforthebodyoftheself-erectedtowercraneonthefoldingprocessbasedonvirtualprototypeADissertationSubmittedfortheDegreeo

2、fMasterCandidate：LiQiangSupervisor：Prof.WangJinChang’anUniversity,Xi’an,China摘要快架塔机以其安装方便、快捷，适合工地整体拖运等特点，在新型城镇化建设中发挥着重要作用，是提高建筑施工效率、保证安全生产的重要装备。提高快架塔机的设计水平对推进我国塔机行业发展具有重要意义。本文利用Pro/E、ADAMS、ANSYS等软件，结合虚拟样机技术，对快架塔机塔身折叠过程进行动态分析及结构强度分析研究，为快架塔机的设计及优化提供理论支撑。论文的主要内容如

3、下：（1）对快架塔机作结构介绍，详细阐述塔机的工作原理和架设原理。利用Pro/E建立了塔机的三维整机模型，重点介绍了塔机臂架等关键零部件的建模方法。（2）利用ADAMS软件建立了内塔身收塔运动阶段和塔身扳塔运动阶段仿真模型。对上述两个阶段塔身模型作运动学和动力学分析，得到了塔身主要构件的位移、速度、加速度曲线及各铰点受力曲线。最后对各铰点受力作静力学验算，静力学计算结果验证了塔身仿真模型的可靠性。（3）利用ANSYS软件，对塔身三种不同工况进行静强度分析。得到了三种工况下塔身的应力和变形结果，有限元分析结果表明各结

4、构件强度和刚度满足设计要求。利用材料力学计算方法对塔身强度进行计算，计算结果验证了有限元模型的准确性。（4）结合ADAMS和ANSYS软件对塔身连杆进行柔性化处理，得到了塔身刚柔耦合模型。分析在刚柔耦合模型和刚性模型下，塔身运动学和动力学上差异。同时对塔身连杆进行结构强度分析，分析表明连杆强度足够。经过本文对塔身折叠过程虚拟样机研究，建立了快架塔机的运动学、动力学及结构有限元分析研究方法。研究成果有利于提高快架塔机设计水平，降低研发成本，为推动快架塔机产业化起到一定的促进作用。关键词：快架塔机，塔身，虚拟样机，运动

5、学仿真，动力学仿真,有限元分析，刚柔耦合模型IAbstractTheself-erectedtowercraneplaysanimportantroleintheconstructionofthenewurbanizationduetothecharacteristicsoftheconvenientandrapidinstallation,favorableadaptabilityforthewholetransportationandsoon,thecraneisanimportantequipmenttoim

6、provetheefficiencyofconstructionandensurethesafetyinproduction.Improvingitsdesignlevelhasanimportantsignificanceonpromotingdevelopmentofthetowercraneindustryinourcountry.Thedynamicsandstructuralstrengthanalysisofthebodyoftowercraneonthefoldingprocessarecomplet

7、edbyusingthePro/E,ADAMS,ANSYSbasedonthevirtualprototypetechnology.Theresearchcanprovidethetheorybasisforthedesignandoptimizationoftheself-erectedtowercrane.Themainresearchofthethesisincludes:(1)Basedontheintroductionofthestructureoftheself-erectedtowercrane,th

8、etheoryofworkinganderectingarediscussedindetail.The3Dmodeloftowercraneiscreatedandthemodelingmethodofthekeypartsincludingcranejibisintroduced.(2)Thesimulationmodelsofmotionstagesas