快架塔折臂过程动态仿真与结构分析

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1、分类号：TH1210710-2012125082硕士学位论文快架塔折臂过程动态仿真与结构分析田春伟导师姓名职称马军星副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称机械设计及理论论文提交日期2015年6月1日论文答辩日期2015年6月11日学位授予单位长安大学DynamicSimulationandStrutureAnalysisofSelf-erectedTowerCraneintheProcessofJibFoldingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TianChunw

2、eiSupervisor：Prof.MaJunxingChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论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。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名:从/夕年Z月F日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公

3、开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）导师签名:^为丨、W年Z月，。日摘要随着新农村建设的火热进行，尤其是传统民居、古城镇等保护性建筑文物修缮工作的开展，急需一种结构更轻巧，能够更好适应狭小空间作业的起重设备，QTK16快架塔就是在此背景下设计的一款新型的折叠式快架塔机。起重臂是快架塔整机的重要组成部分，其动态性能的好坏直接影响到整个塔机的性能，结构设计的是否合理直接影响到整机的安全性，因此，对其进行动态仿真和结构有限

4、元分析，具有很大的实际应用价值。本文以QTK16快架塔的起重臂为研究对象，利用计算机虚拟仿真技术，对起重臂的折叠过程进行了运动学、动力学仿真以及有限元分析，并对仿真结果进行了理论验证。鉴于QTK16快架塔结构的复杂性，本文利用Pro/E和ADAMS软件联合对快架塔建立了虚拟样机模型。详细介绍了Pro/E建立实体模型和ADAMS建立钢丝绳模型的具体过程，并对两个软件的数据交换进行了阐述。结合塔机折叠的工作原理，为模型添加了约束和载荷。依据顶升油缸和展臂机构的技术参数，通过详细的理论计算，为模型建立了驱动函数。对建好的虚拟样机模型进行仿真

5、，得出了运动学和动力学的仿真结果，并对仿真结果进行了详细的分析。对起重臂整体和局部进行受力分析，利用传统理论力学知识对起重臂的受力进行理论计算，并把计算结果与仿真结果进行了对比，验证了仿真结果的正确性。详细地介绍了起重臂折叠过程中三个典型位置有限元模型的建立过程，包括几何模型的处理、单元类型的选择、材料属性和网格的划分、添加边界条件与载荷等。对建好的模型进行有限元分析，得出了仿真结果并进行分析。分析起重臂的结构和受力，依据材料力学知识对起重臂的整体位移进行理论计算，并把计算结果与仿真结果进行了对比，验证了仿真结果的正确性。本文通过对起

6、重臂进行动力学和有限元仿真，得到完整可靠的仿真数据，为快架塔起重臂的设计和优化提供了重要的理论依据。关键词：快架塔、起重臂、动态仿真、有限元分析、钢丝绳模型、理论验证IAbstractWiththerapiddevelopmentoftheruralarea,especiallywiththeextensiveworksofrepairingtraditionalfolkhouseandprotectedhistoricalbuildings,lightweighthoistingequipmentwhichcanadapttonar

7、rowspaceisneededurgently.Itisjustagainstthisbackground,thenewtypeself-erectedtowercraneQTK16isdesigned.Asthemostimportantpart,thedynamicpropertiesofthejibinfluencethewholecharactersofthecraneevidently,anditsdesigndeterminesthesafetyofthewholemachinedirectly.Therefore,it

8、hasgreatpracticalvalueforthecranejibtocarryoutdynamicsimulationandstructuralfiniteelementanalysis.Inthisthesis