塔式起重机塔身结构参数化计算系统.pdf

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1、塔式起重机塔身结构参数化计算系统李!斌!刘兴哲!梁鹏洋"沈阳建筑大学!交通与机械工程学院!辽宁!沈阳!##"#)+#!摘要"!以参数化方法对塔式起重机塔身进行建模#施加载荷以及后处理结果的显示$从而实现参数化分析的全过程$研究开发出一套适合实际应用#简洁#方便的塔式起重机塔身结构参数化计算系统%主要分析了塔式起重机上部载荷计算系统中在不同臂长状态下所对应平衡重的求解过程$进而得到作用在塔身顶部的各集中载荷并加载%在完成塔身内特性载荷加载后进入求解器$得到塔身结构!包括附着架"上各单元的应力情况$结果通

2、过V*可视化平台清晰展现%!关键词"!参数化&塔式起重机&塔身&计算系统!中图分类号")!!#*$*!!!文献标识码"*!!!文章编号"#""#+((%,#!"#"$"%+""&,+"(E/&A(#(3&"&#-D&1%.3A$"-*2),)"&3.’"/&0.1,)"#$%"$#&.’"/&".@&#%#(*&<(*;3$<(7,;36+O1G$<(’./$G36+S936塔式起重机的设计计算量大#要求精度高$装与调用$通过V*可视化平台清晰展现结果%从为了提高计算效率和计算精度%本文研究开发了而使

3、用户可以一次性计算出不同参数下的各类结果$一套适用于塔身计算的参数化软件系统%便于直接进行分析#比较$并帮助用户从大量的分本系统以可视化软件V;M29Q*9M;I为基础$根据析数据中迅速提取所关心的信息%主体程序流程与塔机的工作特点和起重特性$以人机交互方式计算参数化界面参见图##图!所示%不同臂长状态下的平衡重$经人工选择确定后再回馈到系统中%在此基础上$系统能够确定塔身上部结构#机构和平衡重等产生的垂直载荷#水平载荷和弯矩等计算载荷%本计算系统用有限元分析软件’.0=0计算塔身结构$并以V;M29

4、Q*9M;I为开发工具$将V;M29Q*9M;I与’.0=0相结合$实现两者之间的数据传输与调用$保证了计算的准确性$简化图4!塔身参数化程序流程图了建模与加载等处理过程%计算系统收集了目前已有的塔身结构型式和常用杆件$其计算结果可以给6!上部载荷计算系统出塔身结构各单元的受力状态%塔身结构计算系统包括两部分$一是塔身上部4!塔身参数化计算系统总体设计载荷计算系统$二是塔身内特性载荷计算系统%第二部分将在/加载与求解0模块中详细介绍$通过本系统主要包括上部载荷计算系统#结构参数对这两部分载荷的处理实现

5、塔身载荷的参数化%化建模#约束条件处理#计算载荷处理与加载#求!解与后处理等部分%上部载荷处理系统可以完成平!收稿日期"!"",’##’*"衡重的计算与确定选择$并计算出塔身上部垂直载!基金项目"国家十一五科技支撑计划资助"子项目编号’荷#水平载荷和弯矩$为塔身计算提供计算载荷%!"")*’E"!*"%’"("!#&辽宁省科学技术计划项目"合同结构参数化建模实现了塔身几何模型的参数化和网编号’!""&"*"*’*###格划分的参数化$并将约束条件和后处理等也进行!通讯地址"刘兴哲!沈阳市浑南新区浑南东

6、路,号沈阳建了参数化处理$最后通过V*将’$"<程序进行封筑大学交通与机械工程学院!"#"$"%!上半月刊""$!!!图5!起重臂变臂长参数化列表压#起升冲击系数#起升动载系数等参数%应用图6!塔身参数化主界面已经输入的各机构重量#重心等参数$再根据计算工况计算塔顶各项载荷%塔身上部载荷计算系统可以计算塔身顶部的本系统研究中考虑了下述)种计算工况$即,起重臂#平衡臂#塔顶#平衡重#套架等各种机工况(,臂端满载$处于起制动状态$风顺吊构所产生的垂直力#弯矩和集中水平力等载荷%臂从后向前吹$吊臂在塔身对角

7、线方向&其中$起重臂和平衡臂的长度可以根据工作需求工况((,最大额定起升载荷处于相应最大工作的不同进行调整$系统可以计算不同臂长状态下幅度处$起升机构处于起制动状态$风顺吊臂从所需平衡重的大小$确定平衡重大小后再依据结后向前吹$吊臂在塔身对角线方向&构实际状态和计算工况对上部载荷进行计算%工况(((,臂端满载$处于起制动状态$风垂674!平衡重计算直吊臂方向吹$吊臂与塔身横截面轴线平行&在塔身上部载荷计算系统中$平衡重的计算工况(V,最大额定起升载荷处于相应最大工是一项主要内容$平衡重计算的基本原则是

8、$塔作幅度处$起升机构处于起制动状态$风垂直吊机在最大工作幅度处于满载状态时回转支承装置臂方向吹$吊臂与塔身截面轴线平行&以上部分载荷形成的前倾静载力矩$等于最小幅工况V,非工作状态$小车#吊钩位于最小幅度空载状态上部载荷产生的后倾力矩%现代水平度$风载荷从吊臂后方向前吹&臂塔机的臂长可以根据工作需要进行变化$平衡工况V(,非工作状态$小车#吊钩位于最小臂的长度也根据起重臂的长度而变化%在不同起幅度$无风%重臂长和平衡臂长的状态下$塔机最大工作幅度塔顶各