塔式起重机结构分析与优化

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塔式起重机臂架的静动态分析及优化

塔式起重机臂架的静动态分析及优化
2 1 0 GP a ,密度 p =7 8 0 0 k g / m ,泊松 比 =0 . 3 。 ( 1 )起 重臂 主弦 杆 和腹杆 的每 个连 接 点根 据实 际
塔机 结 构 的固有频率 相近 ,防止 发生 共振 现象 ] 。有 起重量 为 6 t 。该塔机 选用钢材 为 Q2 3 5 ,弹性模 量 E X
1 . 4 载荷的情况
塔机 的静力学分析 需要考虑 以下载荷 :
( 1 ) 自重 载荷 , 自重 惯性力的形式加在每个单元 上; ( 2 )起 升 载荷 ,起 升 载 荷按 照集 中载 荷 的形 式施
的弹性 三 维梁它们都各具 有特点,能满足不 同的分析要 加到吊臂 的下 弦上 ;
必 要进行模 态分析 ,模 态分析主要用于确定系统 的 自身 型 进行阶数 提取 。 。 ’ 。 了一种基于 ANS YS的建 模分析方 法 ,对其进行 静动分 结果表 明该臂架 的最 大应 力小于材料许用应 力,安 全余
塔 机 的工作高度为 4 1 m,臂长为 5 6 m,最大额定
塔 式起 重机 是各种工程建 筑 中最 主要 的施 工机械 , 求 。B E AM1 8 8单元 以 T i mo s h e n k o梁理论为基 础,其 臂架结 构 自重 在整机 中占有 较大 比重 ,是影响起 重能力 形函数 中挠度和截 面转动各 自独立插值 ,并考虑了剪切 的主要 因素,高效准确 的模 拟塔机 臂架结 构在不 同工况 变 形的影响 ,具有塔机分析 所要求的功能 ,因此 ,在 塔
塔 式 起 重 机 臂 架 的 静 动 态 分 析 及 优 化
Th e S t a t i c a n d Dy na mi c Ana l y s i s a n d Op t i mi z a t i o n o n

塔吊优化施工方案

塔吊优化施工方案

塔吊优化施工方案1. 引言在建筑施工中,塔吊是一种常见的起重设备,广泛应用于高层建筑、桥梁、大型机械设备安装等工程中。

塔吊的合理运用和优化施工方案可以提高施工效率,降低施工风险。

本文将针对塔吊的优化施工方案进行详细的分析和讨论,并介绍一些常用的优化方法和策略。

2. 选择合适的塔吊在进行塔吊施工之前,首先需要根据具体的施工情况选择合适的塔吊。

选择合适的塔吊主要考虑以下几个因素:•施工高度:根据实际需要确定塔吊的最大起重高度和达到此高度时的载荷能力;•施工距离:根据实际需要确定塔吊的悬臂长度和最大悬臂距离;•场地条件:考虑到场地大小、地基承载能力等因素,选择合适的塔吊底座类型;•施工时间:根据工期和作业时间安排,选择塔吊的使用周期。

根据上述因素选择合适的塔吊可以确保施工安全和效率。

3. 优化施工顺序在塔吊的使用过程中,合理的施工顺序可以提高施工效率并减少塔吊的闲置时间。

对于多塔吊同时作业的情况,需要合理分配塔吊的工作任务,避免产生冲突。

以下是一些常用的优化施工顺序策略:•优先进行高空作业:将需要在较高位置进行的作业优先安排,以减少塔吊的高度调整次数;•分阶段施工:将整个施工过程划分为几个阶段,逐步完成,以确保各个阶段之间的塔吊使用效率。

4. 定期检查和维护为了确保塔吊的安全运行和优化施工效果,定期的检查和维护非常重要。

定期检查塔吊的各个部件,包括润滑部件、电气线路、起重索等,确保其正常工作。

同时,对于有故障或损坏的部件需要及时更换和修理,以确保塔吊的正常运行。

5. 塔吊操作员培训和合理调配塔吊的优化施工方案还包括塔吊操作员的培训和合理调配。

对于塔吊操作员来说,熟悉并掌握塔吊的操作规程和安全操作要求非常重要。

合理的调配塔吊操作员,确保每个塔吊操作员都有足够的经验和技能,可以提高塔吊的操作效率和施工安全性。

6. 使用智能化监控系统在塔吊的施工过程中,使用智能化监控系统可以更好地掌握塔吊的实时状态和工作情况。

塔式起重机的整体结构计算及误差分析

塔式起重机的整体结构计算及误差分析
最 大额定起 重量 : 8 . 0 t ;
最 大额定起 重量允许最 大幅度 :1 6 . 5 l Y l ; 工作 幅度 ( 最小 / 最大 1 : 2 . 8 / 6 0 1 T I ; 最 大幅度处 允许最 大额定起 重量 : 1 . 5 t; 起升 高度 ( 固定 / 附着 ) : 4 5 / 1 7 4 i T I ;
豳湘潭大 学土木 工程与力学学 院 李 俊 斐/ L I J u n f e i 赵 荣国/ Z HA O Ro n g g u o 谭敦 厚/ T AN D u n h o u 李 浙 江华 开机械 制造有 限公司 李建伟/ L I J i a n we i
摘 要 : 针对 QT Z 1 2 5 t ・ m 塔式起重 机进行型 式试 验,提取臂尖 吊载工况下的检测应力值。基于 An s y s软件和 依据 GB / T 1 3 7 5 2 — 9 2规范分别对该 型塔式起重 机的整体结 构进行同等工况下的有限元计 算和传统截面法计算 。结果 表明 : 有 限元方法 与传 统截面法对 于塔式起 重机 的整 体结构 内力分析上,其计 算结果基 本相似 ; 而对于塔式起 重机 的弦 杆应 力分析上 ,通 过与试验检 测数据 的比较,结 果表 现为有限元方 法比传 统截面法更能充分考虑到塔式起 重机 弦杆 的强度 问题 ,为其结 构设计提供 保 障。 关键 词 : 塔式起 重机 型式试 验 传 统截面法
薇/ L I We i
基 础 建 设 的兴 起 推动 了工 程 机械 制 造 领域 的蓬 勃 1 型式试验 发 展 ,作为 典 型 的工程 机 械 产 品之一 的塔 式起 重 机 在 1 . 1 样 机 主要 参数 建筑 行业 中有着至关 重要 的作用 。然 而由于设 计、 装配 、 焊 接 等制 造 工艺 的 影 响以及在 投入 使 用过 程 中的违 规 操 作导 致 了近年 来接 二连 三 塔 式起 重 机 倒塌 事 故 的发 生 。如何 设 计 出一 款 经济 的 并有着 高 安 全 系数 的塔 式 额定 起重 力矩 :1 2 5 0 k N・ 1 T I ;

超大型塔式起重机回转总成结构强度分析

超大型塔式起重机回转总成结构强度分析
撑 杆 和上下 回转支 座有 等几 个部 分 。为 了确保 强度 分 析计 算 的可靠 性 ,通 过对 两种 不 同的数 学模 型进
科 D5 2 0 0 — 2 4 0 超 大 型塔 式 起 重机 ( 见网1 )的过 渡 节 与下 回转 支座作 为研 究 对象 ,分 别建 立 实体 和梁 杆单 元 两种力 学模 型 ,并 对这 两种 模 型进 行强 度分 析 ,考评 计 算结果 的相关 性 ,并 针对轻 量 化设 计要
效性。 1 . 1 实体 单 元模 型
求进行结构优化设计 ,从而实现超大型塔式起重机
在施 ] 一 中的安全 性与 稳定 性 。
实体单元模型共有约5 8 万 个 单 元 .采 用 手 工 划 分 网格 以确 保 单 元质 量 ,其 中绝 大 部 分 为6 面体 单 元 ;在重 点 区域 采用 了较 密 的 网格 划分 或 者使用 高 阶单 元 以确保 计算 精 度 。过渡 节 主弦杆 与下 回转
心 点处 施加 载 荷 。
[ 收稿 日期 ] 2 0 1 2 — 1 2 — 0 9 [ 通讯地 址 ]湖南省长沙市岳麓 区大道6 5 8 号 信息港2 4 1 5 室
图1 D5 2 0 0 — 2 4 0 自升式塔机在 马鞍 山长江 大桥 吊装模块
专 题研 究
i s
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析 ,并根据结构轻量化的设计要求修改了结构参数 ,优化了结构 ,提高 了结构承载的安全性和稳定性。
[ 关键 词 ] 超大 型塔 机 ;回转 总 成 ;强度 分析 ;优化设 计 [ 中 图分类 号 ] T H 2 1 3 . 3 [ 文献 标 识码 ] B . [ 文 章编 号 ]1 0 0 1 — 5 5 4 X( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 6 7 — 0 5

塔机装配建筑的设计与优化

塔机装配建筑的设计与优化

塔机装配建筑的设计与优化在建筑施工过程中,塔机是必不可少的重要设备。

塔机作为一种高空起重机械,能够高效快速地完成重物的起重工作,极大地节省了人力物力,提高了工作效率。

但是,塔机在施工过程中也存在许多问题需要解决,例如空间限制、安全隐患、施工效率、售后服务等问题,这些问题都需要在塔机装配建筑的设计与优化中得到解决。

一、塔机装配建筑的设计塔机的装配建筑是塔机能够正常使用的关键。

不同载重量的塔机所需要的装配建筑也不同。

塔机的装配建筑包括支承、支架、基础等。

在设计塔机装配建筑时,需要考虑以下因素:1. 承重能力承重能力是塔机装配建筑设计的核心。

承重能力不足会导致塔机过载,影响施工效率,甚至危及工人生命安全。

因此,在设计塔机装配建筑时需要考虑塔机的载重量,以及设备安装后承载的总重量。

根据所需承重能力,选择合适的材料和结构类型。

2. 空间限制建筑施工的现场大多受到空间限制,因此,在设计塔机装配建筑时需要考虑场地空间限制情况。

合理规划空间布局,使塔机装配建筑在使用中不受现场环境限制。

3. 设备安装在设计塔机装配建筑时需要考虑塔机的设备安装。

设备的安装需要考虑设备的稳定性和安全性,也需要根据设备的实际尺寸选择合适的尺寸规格,以便于设备的拆卸和维修。

二、塔机装配建筑的优化在设计完塔机装配建筑后,还需要进行优化,以达到更高的效率和安全性。

塔机装配建筑的优化包括以下方面:1. 设计合理化塔机装配建筑的设计需要与实际情况相结合,根据塔机的具体要求进行设计。

合理规划塔机装配建筑的布局,减少空间利用率,提高塔机的利用程度和生产效率。

2. 结构优化建筑的结构形式对塔机的使用效果有很大影响。

结构的优化需要从结构的材料、型号、尺寸、造型等多个方面入手,力求减小塔机对结构的作用力,增强塔机的稳定性和安全性。

3. 现场应用在塔机装配建筑设计之后,需要对其进行现场应用。

现场应用需要在建筑施工中进行验证,以发现可能存在的问题,并及时进行调整和优化。

塔式起重机静力学计算及臂架优化设计

塔式起重机静力学计算及臂架优化设计

塔式起重机静力学计算及臂架优化设计作者:杜国开来源:《中国机械·上半月》2019年第01期摘要:随着我国经济的不断发展,建筑行业的市场也越来越大。

而塔式起重机这个起源于西欧的建筑作业工具,因其操作简单、运行可靠,受到了我国建筑行业的青睐与欢迎。

基于此,本文的目的就是通过分析静力学在塔式起重机的应用与塔式起重机臂架的优化来对塔式起重机在建筑作业中应用的优缺点进行总结与概述。

关键词:静力学;优化分析;静力计算0 引言随着建筑工程行业科学技术的发展,塔式起重机在建筑行业的应用也越来越广。

塔式起重机技术的飞速发展离不开对静态性分析的计算与臂架材料的分析设计。

在我国塔式起重机设计发展的初期阶段,经常会因为应用传统的静力计算与类比公式导致塔式起重机的振动效应过大、机械整体自重大等缺点。

这些缺点都严重地影响了塔式起重机在建筑工程作业中的使用。

为了改掉这些缺点,我国的一些大型塔式起重机制造单位,通过利用模态分析对传统起重机进行改进,使我国成为了拥有先进塔式起重机技术的出口大国。

1 模型的建立1.1 单元类型的选择ANSYS是一款有限元分析软件,其作用是能够为梁杆提供不同的单元模式,可以根据塔机的需求进行选择。

我国建筑行业中的塔机均是空间结构,而ANSYS分析软件属于三维结构,因此在对塔机进行分析的过程中,会比较全面。

BEAM188单元以 Timoshenko为基础,其数值需要根据函数进行计算,计算过程中也要考虑到剪力问题的影响,使塔机的功能需求能够被全面分析。

1.2 塔机的参数一般的塔机工作高度为45m,臂长为60m,起重量最多为6.5t,在该工程中,塔机整体材质为钢材,其硬度为235,密度为8100,泊松比为0.3,弹性系数为225。

塔机的参数是塔机设计的关键,在进行塔式起重机设计时,依据的标准就是塔机的参数,在塔机设计之前需要经过建模的分析,把塔机的参数输入进模型中,就可以得到塔机出厂后的最终结果。

基于OptiStruct的塔式起重机尺寸优化设计

基于OptiStruct的塔式起重机尺寸优化设计
关键词 :塔式起重机 ;模 型;有限元 法;尺 寸优化 设计
Keywords:tower crane;model;f inite element method;size optimization design
中图分类号:TH213-3 文献标识码 :A 文章编号 :1001—0785(2018)05—073-05
国 家 自然科 学基 金项 目 “角焊 缝剪 切 强度理 论 与尺 寸设计 准 则研 究” (51405057)、2017年辽 宁省 自然科 学基 金指 导计 划项 目 “焊后 热处 理 的应 力释 放机 理 与参 数优 化研 究”  ̄0170540121)
2018年第5期/毒童4j 破 l 73
1.1 塔机 模型
本 文 以某 型塔 机 为研 究对 象 ,其 基本 性 能参 数有 : 整 机 质 量 (起 重 模 式 ) 为 18 000 kg,外 形 尺 寸 为 34 m×2.2 m×42 m (长 × 宽 × 高 ),主臂 长度 (单侧 ) 为 12 m,副臂 长度 (单侧 )为 3.5 m,主臂 作业 半 径 为 4.0~ 13.0 m (0。~ 85。 ),副臂 作业半 径 为 2.0~ 17.0 m。采 用 功能 强 大 的 Hypermesh软 件 对塔 机 模 型进 行 前 处理 ,因其 大部 分 为空 间桁 架 结构 故用 梁 单元 模拟 , 故 对 于旋 管先 建立 中线再 划分 一 维单 元 ;箱体 结 构和 加 强 筋 板 先 抽 取 中面 再 划 分 壳 单 元 p】。在 Hypermesh中建 立 了塔机 的完 整模 型后 共得 到 132 701个单 元 、 128 468 个 节 点 ,其 中 壳 单 元 108 901个 、 梁 单 元 22 672个 、

塔吊模型的结构分析及其优化

塔吊模型的结构分析及其优化

塔吊模型的结构分析及其优化
林涌锋;陈玉骥;刘善晴;麦毅康;梁嘉伟;包亮明
【期刊名称】《河南科技》
【年(卷),期】2018(000)017
【摘要】本文对塔吊模型进行研究,以竹皮为材料,从结构比选论证、材料及方案选择、设计计算、施工制作、荷载试验到优化模型等过程,对塔吊模型进行优化分析.通过模型制作与加载试验,考察塔吊结构模型的受力特征和承载能力,以观察到特征分析模型的破坏特点,针对薄弱环节对模型加以优化.此外,利用Midas Civil对模型进行模拟加载受力分析,并验证试验加载结果.最后,得出最优荷重比的塔吊模型选型及其截面尺寸.
【总页数】4页(P43-46)
【作者】林涌锋;陈玉骥;刘善晴;麦毅康;梁嘉伟;包亮明
【作者单位】佛山科学技术学院,广东佛山 528000;佛山科学技术学院,广东佛山528000;佛山科学技术学院,广东佛山 528000;佛山科学技术学院,广东佛山528000;佛山科学技术学院,广东佛山 528000;佛山科学技术学院,广东佛山528000
【正文语种】中文
【中图分类】TU318
【相关文献】
1.基于灰色发展决策模型的林业产业结构分析与优化--以黑龙江大小兴安岭生态功能区为例 [J], 张洪瑞;吕洁华;张滨
2.不确定结构分析及优化中的区间模型 [J], 张曙光
3.复杂机械二层次优化模型的结构分析 [J], 胡伟
4.微粒群优化动态神经网络模型结构分析 [J], 范剑超;韩敏
5.基于Kriging近似模型的车用散热器支撑骨架结构分析与优化 [J], 程新龙;高琳;李军民;梅烨
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分类号UDC密级

1933485

学位论文塔式起重机结构分析与优化作者姓名:龙树指导教师:夏永发副教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别:硕士学科类别:工学

学科专业名称:机械设计及理论论文提交日期:2008年6月

学位授予日期:评阅人:子L辑伟、督慵今

论文答辩日2008年7月期:

笙辩委员会主原碚新席:’

东北大学2008年6月LAThesisfortheDegreeofMasterinf脚删舢删舢』ff『f舢胛ffJ『舢Y18。1,.,4.elm|3|lUll|2Illl13IlIll7[11|1

StructureAnalysisandDynamicOptimumDesign

Of

r'n。lOWerCrane

ByLongShuSupervisor:AssociateProfessorXiaYongfa

NortheasternUniversity

June2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。

学位论文作者签名:啦树日期:2。。g.oV.口6

学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。

作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后:半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名:戈耐导师签名:亘鸽乙炊

签字日期:乙。。g.口].口6签字日期:伊刁.7.形

--I--东北大学硕士学位论文摘要塔式起重机结构分析与动态优化摘要动臂塔式起重机是建筑行业中的主要施工设备。近年来随着计算机技术的发展和普及,计算机技术在各行各业中的应用越来越广泛,在机械工业中,传统技术与计算机的结合也越来越紧密。目前,塔式起重机产品正在趋向大型化,自动化,智能化方向发展。本论文阐述了国内外动臂塔式起重机的发展现状,对塔式起重机的结构型式、结构体系的力学模型和计算载荷、工况进行了分析,然后介绍了优化设计在起重机行业中应用的程度。提出了塔式起重机结构动态优化设计方法,并建立了以动刚性为优化目标的塔机结构系统动态优化数学模型。首先通过模态分析及谐响应分析确定影响塔机动态性能的关键模态频率,并以该阶频率作为目标函数:相对该优化目标,对所有结构参数进行了灵敏度分析,以确定塔机动态优化的设计变量;以塔机结构系统质量、静强度、静刚性、动态位移响应幅值等作为约束条件,建立了动态优化的数学模型。实例分析表明,优化后的塔机结构系统不仅静、动态性能大大提高,而且有效减轻了结构质量,提高了经济性能。利用动态优化设计方法,可以在设计阶段控制塔机结构的动态性能。本论文的研究方法及结果适用于同类型机械的分析,具有普遍指导意义。

关键词:塔式起重机;结构分析;动刚性;动态优化

一II一东北大学硕士学位论文Abstract

StructureAnalysis

and

DynamicOptimumDesignOfTower

Crane

AbstractThewhiptowercraneisthekeyequipmentsinarchitectureindustry.With

thedevelopmentandprevalenceofcomputers,thecomputationtechnologyisbeingappliedinmoreandmoreindustries,andthecomputationmethodisincorporatedwithtraditionaltechnologiesmoreandmoretightlyinthemechanicsindustry.Nowthe

whiptowercraneistendtolarge—scale,automaticandintelligent.Inthepaper,thedevelopmentandoptimizationapplicationofcranedomesticandabroadispresented.AnalyzedThestructuremodel,thestructureofthemechanicalmodel,calculatedloadandthesituationwasanalyzedofthetowercrane.A

dynamic

optimumdesignmethodisproposed.Adynamicoptimummathematicalmodeloftowerstructuresystem

isestablishestooptimizethedynamicstiffness.Thekeymode

frequencyisdeterminedviamodeanalysisandharmonicresponseanalysis.

Considertingthisfrequencyasobjectivefunctionsensitivityanalysishas

beendone

forallstructureparameterstodecidethedynamicoptimumdesignvariables.Dynamic

optimummathematicmodeliSbuiltwithrestrainsofstructuremass,static

strength,

staticstiffnessanddynamicdisplacementresponseamplitude.The

resultof

analysis

showsthatafteroptimum,bothstaticanddynamiccharactersareimproved

signigicantly,aswellaslightenstructuremassanddecreasingmanufacturecost

effectively.Theresearchmethodandtheresultsinthispaperarealsoadaptedtoanyother

mechanicsanalysis.

Keywords-TowerCrane;StructureAnalysis;DynamicStiffness;DynamicOptimization.

·——Ill‘——-东北大学硕士学位论文目录

目录

独创性声明……………………………………………………………………………I摘要………………………………………………………………………………………………………..IIABSTRACT………………………………………………………………………………………………..III第l章绪论……………………………………………………………………….11.1塔机发展的历史………………………………………………………………………11.2塔式起重机的组成与类型简介…………………………………………………l1.2.1塔式起重机的组成………………………………………………………..21.2.2塔式起重机的类型……………………………………………………….31.3本论文的研究内容………………………………………………………………….6第2章有限元法的基本理论和应用……………………………………………….72.1有限元法的介绍……………………………………………………………………..72.1.1有限元法的提出和应用………………………………………………….72.1.2有限元法的形成………………………………………………………….72.1.3有限元法的基本思想…………………………………………………….82.1.4有限元法的计算思路…………………………………………………….82.1.5有限元法的优越性与局限性……………………………………………102.1.6国内外有限元软件发展概况……………………………………………ll2.1.7结构建模……………………………………………………………………………132.1.8优化设计的一般步骤……………………………………………………….14

第3章塔式起重机结构概述………………………………………………………l5

3.1塔式起重机结构型式…………………………………………………………153.1.1塔身结构…………………………………………………………………153.1.2臂架结构…………………………………………………………………………163.2塔式起重机结构体系的力学模型……………………………………………..163.2.1概j态……………………………………………………………………………………………163.2.2塔式起重机工作时动力过程的描述…………………………………………163.2.3计算工况的确定………………………………………………………………….203.3塔式起重机的计算载荷………………………………………………………….21第4章塔式起重机静位移计算方法与动态性能研究……………………………….23

一IV—

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