钻桅类钻机结构有限元结构分析及改进

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1、分类号：TB12单位代码：10183研究生学号：2015412016密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）钻桅类钻机结构有限元结构分析及改进FiniteElementStructuralAnalysisandImprovementofDrillingMastStructure作者姓名：杨箫专业：工程力学研究方向：结构分析及优化指导教师：周振平教授培养单位：机械科学与工程学院2018年5月—————————————————————————钻桅类钻机结构有限元结构分析及改进—————————————————————————FiniteElemen

2、tStructuralAnalysisandImprovementofDrillingMastStructure作者姓名：杨箫专业名称：工程力学指导教师：周振平教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

3、除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数

4、据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□√硕士□博士学科专业：工程力学论文题目：钻桅类钻机结构有限元结构分析及改进作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学机械科学与工程学院工程力学系（130022）作者联系电话：15143204910摘要钻桅类钻机结构有限元结构分析及改进在重工机械行业中，钻桅类钻机作为成孔作业的关键桩工机械被大家所熟知。随着国内重工机械的发展，国家在基础工程建设的投入和地质钻探勘察方面的重视，使得钻桅类钻机一直保有良好的市场需求。为应对更多复杂工况的需求，对钻桅类钻机进行高技术含量的开发具有实际意

5、义。本文基于XX工程机械研究院与吉林大学的合作项目。通过ANSYS14.5经典环境对钻桅类钻机结构进行有限元分析及改进。通过共性技术研究，为合作方设计及生产提供数据支持，确保钻机工作的可靠性、安全性。研究之初，参考了相关国家标准和合作方提供的技术资料，了解了钻桅类钻机结构发展现状，通过研究合作方的现有模型和现场样机，确定了本文的研究方案采用理论与有限元相结合的方法，根据实际工况建立力学模型。本文从第2章开始介绍参数化模型库的建立。合作方通用的建模方式直观，几何单元分析采用的高阶单元能减少单元数量，但考虑到设备的实际工作状态，即可能存在风载影响和几

6、何大变形，本文选择使用APDL命令流在ANSYS14.5经典环境进行参数化建模，以弥补合作方Creo3.0m020软件在simulate环境下无法进行的大变形分析。而参数化建模可以降低企业人员的设计难度，提高建模效率。本文的第3章主要介绍在ANSYS14.5的经典环境下处理钻桅类钻机的整机计算模型，在小变形假设、线性材料、正常接触定义的四种典型工况条件下，对比合作方整机模型的计算结果，以验证在有限元模型简化处理和接触定义中参数化建模的准确性。在已验证的模型基础上，第4章深入研究风载条件对钻机露天工作的实际影响；通过对比小变形和大变形钻机模型的计算

7、结果，对钻桅类钻机进行了屈曲研究。在第6章中，通过结构尺寸改进，实现为钻桅类钻机减重的目的。文末也对未来的研究内容和方向提出了展望。关键词：钻桅类钻机，参数化，力学模型，风载荷，几何非线性IAbstractFiniteElementStructuralAnalysisandImprovementofDrillingMastStructureIntheheavymachineryindustry,suchasdrillingmastrigisknownasthekeypore-formingmachineryoperation.Withthedev

8、elopmentofdomesticheavymachinery,Chinahastakengreatstepstodevelopgeo