卸船機作為當前專業化碼頭卸船、送貨的主要工程裝備,其型號的選定、性能的優良直接決定著碼頭的工作效率,甚至影響著整個港口運輸系統及各級工組的安全運轉。因各大碼頭裝卸需求不同,產生了不同種類、不同結構的卸船機。而卸船機結構的差異性使得各工況下的應力分布變得更為復雜。鋼結構的強度、振動情況決定著卸船機的服役壽命,因此卸船機鋼結構的靜、動載強度及振動分析研究對其運行維護具有重要意義。本文依托ANSYS Workbench軟件,以曹妃甸實業港務有限公司1期碼頭4#抓斗卸船機為對象建立結構模型。根據各工況初始條件,借助ANSYS Workbench軟件對該型號卸船機鋼結構進行靜載強度分析、模態分析及動載強度分析,分析其處于不同工況下的最大應力情況、固有頻率及其振型等指標。隨后將得到結果數據進行分析,在理論上確定最大應力分布位置。借助東華DH5902動態數據采集分析系統,采集布置于鋼結構上電測應變片BE120E反饋的信號進行工況檢測,對有限元仿真結果進行論證,分析其可靠性,進而完成鋼結構動態性能分析。通過以上分析找到鋼結構的薄弱部位,對卸船機鋼結構進行維護,延長設備壽命,以最終結論為卸船機運維提供指導。
【學位單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U653.928.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 國內外鋼結構應用研究現狀
        1.2.2 國內外鋼結構動態設計領域研究現狀
    1.3 研究內容及技術路線
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 技術路線
第2章 相關理論及鋼結構模型構建
    2.1 卸船機介紹
    2.2 ANSYS Workbench軟件介紹及分析過程
        2.2.1 軟件介紹
        2.2.2 分析過程
    2.3 卸船機鋼結構建模方案
        2.3.1 鋼結構建模方法
        2.3.2 鋼結構模型簡化
    2.4 卸船機鋼結構有限元單元的選擇與網格劃分
        2.4.1 單元的選擇
        2.4.2 網格劃分
        2.4.3 網格劃分流程
        2.4.4 網格劃分情況
    2.5 本章小結
第3章 卸船機鋼結構的靜載強度分析
    3.1 靜載強度分析概述
    3.2 鋼結構靜載強度分析模型構建
        3.2.1 材料屬性設定
        3.2.2 網格劃分
        3.2.3 載荷及邊界條件的設定
        3.2.4 問題求解
    3.3 多工況下鋼結構的靜載強度分析
        3.3.1 準備工況
        3.3.2 海側吊臂極限位置工況
        3.3.3 起料工況
        3.3.4 運料工況
        3.3.5 陸側吊臂極限位置工況
        3.3.6 無料斗載荷下的靜載強度分析
        3.3.7 無載荷情況下的靜載強度分析
        3.3.8 卸船機靜載強度檢測
    3.4 靜載強度仿真結果分析
        3.4.1 有限元仿真結果分析
        3.4.2 靜載強度檢測結果分析
    3.5 本章小結
第4章 卸船機鋼結構的模態分析
    4.1 模態分析概述
        4.1.1 數據分析與結論
        4.1.2 模態分析原理
        4.1.3 模態分析基本理論
    4.2 多工況下鋼結構的模態分析
        4.2.1 模態分析模型建立
        4.2.2 網格劃分
        4.2.3 載荷及邊界條件的設定
    4.3 多工況下鋼結構的模態分析
        4.3.1 無外載荷的模態分析
        4.3.2 有外載荷的模態分析
        4.3.3 多工況模態結果分析
    4.4 本章小結
第5章 卸船機鋼結構的瞬態動力學分析
    5.1 瞬態動力學分析概述
    5.2 分析模型建立
    5.3 多工況下鋼結構的動力學分析
        5.3.1 海側吊臂極限工況
        5.3.2 前拉桿鉸接點工況
        5.3.3 海側吊臂中跨點工況
        5.3.4 海側吊臂與主梁連接處工況
        5.3.5 陸側吊臂中跨點工況
    5.4 卸船機鋼結構動載強度結果評價分析
    5.5 動載強度測試與分析
        5.5.1 檢測目的
        5.5.2 金屬結構動載測試技術路線
        5.5.3 數據分析與結論
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
致謝

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本文編號：2891636