某型门式起重机主梁有限元分析开题报告

全文总字数：1852字

1. 研究目的与意义

单梁门式起重机主梁金属结构是起重机的骨架，具有承受和传递各种工作载荷、自然载荷和自重载荷的作用，它使用的时间直接决定了单梁门式起重机的工作寿命。当前阶段，由于单梁门式起重机在工业生产中的作用日渐突出，但是往往起重机的工作条件很糟糕，从而使得起重机主梁的失效情况日益增多，所以单梁门式起重机主梁金属结构的可靠性问题非常尖锐，在国际市场上已经成为此类起重机竞争的焦点。另外，因为单梁门式起重机主梁的金属结构基本类似，所以设计时通常的做法是参考起重机设计手册建议的尺寸。这使得许多企业在接到参数相近的单梁门式起重机订单时，甚至不做审计计算和校核，直接选择类比放大，导致其主梁结构尺寸越来越大，从而使其整体质量、产品成本不断增大，造成不必要的浪费，也导致单梁门式起重机综合性能有所下降。因此，对于本次毕业论文，很有必要通过有限元法对门式起重机主梁结构进行分析与优化，目的是要提高主梁结构的合理性和可靠性，使主梁材料得到充分利用，从而更好地满足用户需求。本课题的意义是培养我们使用CAD，Pro/E软件建模、ANSYS软件分析的能力；帮助我们复习巩固大学期间所学的理论知识，培养独立使用工具书，查找相关资料、文献并从中概括总结等综合运用的能力。

2. 国内外研究现状分析

近年来一些高校和学者在单梁门式起重机设计推广方面做出了许多成效显著的研究，尤其是主梁机构，其形式已经摆脱了单一品种的状态，开创了型截面等。部分国外厂家在单梁门式起重机主梁金属结构设计领域甚至采用了轻型组合和模块化设计等世界先进水平的设计方法。在不断的研究过程中，有限元法渐渐被广泛使用，并且已经得到了很好的成绩与肯定。西南交通大学的庞延波曾建立了桁架式门式起重机主梁优化设计数学模型，他适当简化了门架结构，建立能够反映实际情况的有限元参数化模型，通过ANSYS软件对起重机的主梁进行静态、动态分析，最后利用ANSYS软件自带的优化模块对主梁结构进行了优化，并得到了该起重机最优主梁结构截面的参数尺寸。如今，在起重机主梁设计分析领域中，利用ANSYS软件对主梁结构进行静态、动态分析甚至结构优化等都有较高的效率和准确性，它能够较大地节省人力财力。所以本文拟用ANSYS软件对单梁门式起重机主梁结构进行有限元分析。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.调查研究门式起重机主梁的结构特点。

2.建立单梁门式起重机的有限元模型。

4. 研究创新点

本论文特色与创新如下：

本论文利用有限元分析软件ANSYS，建立门式起重机三维有限元模型。利用静力学理论，对起重机各种危险工况进行静态分析，主要校核结构强度和刚度，为起重机的设计提供数据参考。通过完整的模态分析，提取其固有频率和相应振型，主要目的有三个：首先是为了避免起重机运行过程中发生共振或出现有害的振型；其次为起重机的进一步动力响应分析和主梁优化提供重要的模态参数；最后是使机械设备更适宜人机工程要求。创新之处在于通过瞬态动力学分析门式起重机在起升额定载荷时所受的冲击效应，得出影响主梁振动时垂直位移的因素，进而为减小主梁振动提供参考。总之，本文的研究为起重机运用有限元方法进行设计提供了一定的辅助作用。