TC7032型塔式起重机结构设计分析

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文

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IV 目录

摘 要............................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................... II

第1章 绪 论 (1)

1.1 课题来源及目的和意义 (1)

1.1.1 课题来源 (1)

1.1.2 研究的目的和意义 (1)

1.2 国内外塔式起重机发展现状 (3)

1.3 课题主要研究内容 (4)

第2章 TC7032型塔式起重机结构设计计算 (5)

2.1 TC7032型塔机性能参数与结构方案设计 (5)

2.1.1 起重机工作级别的确定 (5)

2.1.2 主要技术参数与起升特性曲线 (6)

2.1.3 结构计算工况及载荷组合 (7)

2.1.4 其它计算原则 (8)

2.1.5 用户特殊要求及已定参数 (8)

2.2 基于强度与刚度条件的塔机结构设计 (9)

2.2.1 臂架结构计算分析 (9)

2.2.2 平衡臂计算分析 (17)

2.2.3 塔顶的计算分析 (21)

2.2.4 塔身计算分析 (23)

2.3 本章小结 (26)

第3章 基于SAP84的TC7032型塔机静力学分析 (27)

3.1 塔机结构静力学分析有限元模型 (27)

3.1.1 结构单元的处理 (27)

3.1.2 吊臂模型 (27)

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V 3.1.3 塔身模型 (28)

3.1.4 塔帽模型 (29)

3.1.5 平衡臂模型 (29)

3.1.6 整机模型 (30)

3.2 强度计算分析 (30)

3.2.1 计算工况 (30)

3.2.2 动载系数 (30)

3.2.3 计算结果 (31)

3.3 刚度计算分析 (35)

3.4 结构稳定性计算分析 (36)

3.5 本章小结 (37)

第4章 基于SAP84的TC7032型塔机动态特性分析 (38)

4.1 塔机结构模态分析 (38)

4.1.1 塔机结构动态分析有限元模型 (38)

4.1.2 整机结构低阶模态线性分析结果 (39)

4.1.3 整机结构低阶模态二阶效应分析结果 (39)

4.2 塔机的起升工况动力响应分析 (40)

4.2.1 振型阶数对瞬态动力学分析的影响 (40)

4.2.2 二阶效应对瞬态动力学分析的影响 (41)

4.2.3 阻尼对瞬态动力学分析的影响 (42)

4.2.4 起升速度对瞬态动力学分析的影响 (42)

4.3 本章小结 (43)

第5章 TC7032型塔机样机的试制和试验 (44)

5.1 TC7032型塔机图纸 (44)

5.2 TC7032型塔机样机试制及型式试验 (45)

5.3 TC7032型塔机样机试验分析 (46)

5.4 本章小结 (49)

结 论 (50)

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VI 参考文献 (51)

攻读学位期间发表的学术论文 ....................................................................... 54 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 ..................... 错误!未定义书签。 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书 ..................... 错误!未定义书签。

致谢 (55)

个人简历 (57)

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- - 1第1章 绪 论

1.1 课题来源及目的和意义

1.1.1 课题来源

本课题源于哈尔滨华拓金属结构有限公司（以下简称华拓公司）的实际重点研发的新产品。在深入市场调查后结合用户特殊要求基础上，华拓公司将TC7032型刚性塔顶塔式起重机作为企业冲击中大型塔机市场的特色产品，成为黑龙江省内在产规格型号最大的塔机，对黑龙江省塔机市场具有重要意义。

1.1.2 研究的目的和意义

塔式起重机是建筑工程、基础设施工程中不可或缺的重要施工机械。近年来，随着我国城市化建设的迅猛发展，高层建筑和基础设施施工的需求增加，以塔式起重机为代表的建筑起重机因其工作幅度宽、起升高度大、施工成本低、工作效率高等优点得到了越来越广泛的应用[1]。

目前我们常见的塔机多为水平臂式塔机，通常以吊重小车沿臂架轴向的行走实现变幅。对于建筑工程中常见的水平臂式塔机来说，根据塔顶构造形式，可分为撑杆式、普通带塔帽的锤头式（hammer ）塔机和平头式塔机[2]，各类型塔机分别如图1-1~1-3所示

图1-1 撑杆式塔式起重机