MQ4025单臂架门座起重机变幅机构CAD/CAE开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

起重机是用来对货物或物料进行起重、运输、装卸或安装等作业的非标特种设备，作为现代工业实现生产过程机械化和自动化，提高劳动出产率，改善物料搬运条件必不可少的一类机械设备，在国民经济各个部门都有广泛的应用。其中门座式起重机因具有较大的起升高度和工作幅度，能满足港口、码头、船舶和车辆的机械化装卸，并有能充分使用港口、码头场地，适应船舶的空载、满载作业，以及满足地面车辆的通行要求等优点，所以被广泛用于港口、码头货物的机械化装卸作业。而单臂架门座式起重机由于臂架系统的自量较轻，可以将幅度做得很大，因而在大幅度起吊的场合运用较广。

一直以来，我国起重机的设计计算大多采用半理论半经验的传统起重机设计方法。尽管传统的设计计算方法是一种重要的、基础的设计方法，具有直观，简便，易于被设计者掌握等优点，并且在我国已沿用了几十年，在一定程度上满足了市场的需求，也取得了一些成就，但它主要存在以下几个缺陷：第一，传统的起重机设计方法主要采用简化、类比和参照的思路，按一定的步骤和程序进行设计，设计过程中对于许多设计参数的选取主要依靠经验公式和参考同类机型，由于该方法一定程度上存在着主观性、盲目性和保守性，很容易造成为了保证结构强度、刚度和稳定性，而使用更厚重的钢板，从而导致出现强度储备过大，材料浪费，产品成本提高的问题。第二，当起重机金属结构采用桁架结构或结构出现高次超静定时，选用结构力学经典方法如“节点法”、‘‘截面法”或“位移法”等则计算量过大，操作繁琐且容易出错，易出现设计错误、设计更改和返工现象。第三，以往的设计以静态设计为主，对动态的分析一般都采用简化为静态分析的方法，而从动态的观点看，门座式起重机的金属结构强度失效和疲劳破坏都与外部载荷的时间历程相关联，因此静态的分析和设计一定程度上存在着不合理性和不精确性。第四，即使有时进行了动态分析，也是借助样机进行试验，样机的制造过程漫长，这无疑会加长产品设计的周期，增加成本，甚至错失市场良机。

为了弥补传统起重机设计方法的弊端，新的设计理念层出不穷。现代计算机技术的快速发展，使得计算机辅助设计(cad)和计算机辅助工程（cae）日趋成熟。许多二维设计软件（如autocad）、三维设计软件（如pro/e、solidworks、ug等）大大减轻了设计人员的工作量的同时，越来越多国内外学者和设计者使用动力学分析软件（如simpack、um、adams）对起重机各机构系统或整机系统进行动力学分析，利用限元分析程序（如ansys、abaqus、adina 、 nastran等）进行起重机金属结构动力学分析。

武汉理工大学龚苏生教授和徐长生教授，基于虚拟样机技术，对门座起重机刚柔耦合系统和钢丝绳柔性问题作了研究。通过 ug、adams及ansys的联合建模，建立了一种具有一定理论指导意义和实用价值的刚柔耦合动力学模型，准确了模拟门座起重机在各种工况下的运动和动态响应，进行了起升、变幅和回转工况过程的动态仿真，从而创新的提出一种新的门座起重机设计和分析方法^[1]。

2. 研究的基本内容与方案

2．1基本内容

1）mq4025单臂架门座起重机总体设计计算

（1）确定主要工作机构和金属结构的形式；

（2）确定臂架结构主要尺寸

3. 研究计划与安排

02．22-03．01 文献查阅及翻译

03．02-03．06 撰写开题报告并上传

03．07-04．07 完成总体设计计算

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 龚苏生，徐长生．门座起重机刚柔耦合动力学仿真研究［j］．武汉理工大学学报(交通科学与工程版)，2012，36(2)：419-422

[2] 刘习川，基于虚拟样机的轮胎式集装箱门式起重机动力学仿真研究［d］．湖北省武汉市：武汉理工大学，2012年5月．

[3]张欢． 基于虚拟样机的大型船用甲板起重机结构动力学仿真研究［d］．湖北省武汉市：武汉理工大学，2011年5月．