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船用直臂液压克令吊结构分析及动态特性研究
| 论文题名： | 船用直臂液压克令吊结构分析及动态特性研究 |
| 关键词： | 船用液压克令吊;数值分析;结构优化;动态特性 |
| 摘要： | 克令吊，作为重要的船舶核心起重设备，广泛运用于船舶运输业，直臂液压克令吊因其性能稳定、结构紧凑、起重量大等特点，有效提高运输效率，在众多克令吊产品中脱颖而出。如何设计出一款高精度、高安全、低噪音、抗冲击、轻量化和延长使用寿命的液压克令吊，是企业发展的源泉之一。本文是按某船用起重机企业的要求，对其初期设计的15t/19m直臂液压克令吊产品为研究对象，旨在对液压克令吊结构的强度、刚度、稳定性以及动态特性等方面进行更加深入的分析研究。对比理论计算、数值分析以及试验测试，保障优化结果的可靠性，为企业研发新型产品提供了可靠的依据。本论文主要对以下内容进行研究： （1）基于直臂液压克令吊的基本结构特点，查阅有关规范及搜集国内外先进设计图纸与相关资料的基础上，按照其设计要求对其关键结构进行分析，确定其受力特点和设计参数，在初步设计中，认为增加变幅油缸的数量，与传统的单油缸变幅相比具有更高的安全可靠性，利用SOLIDWORKS软件建立三维模型。 （2）鉴于液压克令吊的其受力特点，采用DH5902数据记录仪及配套系统，对实验模型进行应变试验和模态试验。结果表明：通过两种典型工况下各测点的测量结果，吊机主要承受弯矩，其次是剪切应力；模态测试，得到吊机固有频率以及阵型图，确定其阻尼比，为后续分析提供帮助；在稳定性方面，吊机结构表现良好，尤其是转台体和立柱，而吊臂在应力分布和振动表现最为不稳定，因此有必要在设计时考虑冲击载荷所引起的动态特性的变化。 （3）利用 ABAQUS对克令吊的整体结构开展各工况下的静力分析，对各工况下数值分析、试验测试、理论计算结果进行分析，对克令吊的主要结构的缺陷进行优化设计。结果表明：其变形及应力集中主要分布在吊臂两块上盖板连接处、铰轴连接处以及油缸支承处；对吊臂上盖板连接处分析，确定是由不同的加强肋板截面类型而产生的；结合理论计算结果，对加强肋板进行不同优化方式的数值分析，发现优化后结构的强度和刚度有了显著的提高。 （4）基于结构的固有属性，运用 ABAQUS对优化前后五种典型工况下的克令吊结构进行模态、动力响应、谐响应的动态特性分析，并计算激振源的工作频率，防止产生共振。结果表明：不同类型的加强肋板不仅保证了吊机强度和刚度，而且还能有效地提高吊机的固有频率；冲击载荷的冲击能量对优化前后的吊机金属结构影响较小；优化后其幅值普遍下降，并不会发生共振，为相关后续的结构设计提供较大的实用价值。 |
| 作者： | 陈杰 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李钦奉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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