塔式起重机臂架设计原理研究

论文摘要

塔式起重机具有工作效率高,回转半径大,起升度高的特点,在工业和民用建筑等领域得到广泛应用,已经成为建筑行业的重要施工设备。目前产品在向极大化发展,特别是大型结构件的设计,如何从原理设计出发,建立系统模型,确定基本性能和结构参数,为后续设计提供科学依据,显得非常重要。本文是以塔式起重机的水平臂架为研究对象,该臂架是属于铰支双弹性支撑外伸梁,具有多工况受多个横向载荷和多个轴向载荷作用的格子梁,在塔式起重机中是很有代表性的臂架。根据塔机原始臂架结构模型,确定了计算模型；运用单位力法,结合弹性支承点的变形条件,建立了各工况下各拉杆的内力计算公式、绘制纵向弯曲和横向弯曲条件下臂架的挠度曲线以及各主弦杆的内力、应力曲线图,并与不考虑纵向弯曲进行比较分析,证明纵向弯曲对臂架的弯矩、挠度影响是不能不考虑的,在计算时是不可忽略的。根据等弯应力及等应力原则,通过计算某1工况下的臂架最大弯矩来确定弦杆最大应力的方法,确定了合理的吊点位置,并分别在等弯应力以及等应力条件下,得出了塔机双吊点位置设计时的初选值。基于上述工作,使用VB.NET语言编程,对上述计算过程实现了程序化,通过输入臂架的基本参数,可以得到臂架的内力、弯矩及应力,并且可以绘制弯矩图,方便以后的计算。上述工作,对整个臂架受力状态进行了详尽描述,初步形成了一套较完整的具有自主设计能力的臂架计算设计软件,并对实例进行了计算,验证了此软件的可靠性,对设计有参考指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外现状及发展趋势
• 1.2.1 国外研究现状及发展趋势
• 1.2.2 国内研究现状及发展趋势
• 1.3 本课题研究的主要内容
• 第2章 吊臂的计算模型
• 2.1 力学模型的简化
• 2.1.1 计算方法的确定
• 2.1.2 力学模型的简化
• 2.2 变形协调方程建立及拉杆内力计算
• 2.2.1 各工况的弯矩计算
• 2.2.2 各工况的拉杆内力计算
• 第3章 带有横向力和轴向力的挠曲线
• 3.1 建立挠曲线方程
• 3.1.1 建立各段各工况的弯矩方程
• 3.1.2 确定挠曲线方程的未知参数
• 3.1.3 挠度曲线与弯矩方程的确定
• 3.2 各工况挠度曲线计算
• 3.2.1 建立工况1
• 3.2.2 建立工况2
• 3.2.3 建立工况3
• 3.3 结果对比分析
• 3.3.1 不考虑横向弯曲的挠曲线分析
• 3.3.2 纵横弯曲计算结果比较
• 3.3.3 结论
• 第4章 吊点合理位置的确定
• 4.1 原结构轴向位移及应力计算
• 4.1.1 拉杆轴向位移计算
• 4.1.2 应力分析
• 4.2 臂架各工况下的强度计算
• 4.2.1 影响臂架内力的因素
• 4.2.2 臂架最大弯矩计算
• 4.3 吊点合理位置的确定
• 4.3.1 等弯应力原则确定吊点位置
• 4.3.2 等应力原则确定吊点位置
• 4.4 本章小结
• 第5章 水平臂架的参数设计
• 5.1 参数设计的概念与方法
• 5.1.1 参数设计的概念
• 5.1.2 参数设计的基本方法
• 5.2 水平臂架的参数设计思想
• 5.2.1 臂架参数的设计思想
• 5.2.2 臂架参数的设计过程
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢