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实验报告模板 - 实验报告 - 书业网_1.doc

发布:2016-08-21约字共54页下载文档
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实验报告模板 - 实验报告 - 书业网 现代机械工程基础实验2(机设) ——ANSYS专题 题 目:平头塔机起重臂的有限元分析 院 (部):机电工程学院 专 业: 机械工程及自动化 班 级: 机械113 姓 名: 高辉 学 号:2011071171 指导教师: 沈孝芹 周海涛 完成日期:2014.12.31 一、实验目的: 综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力,独立解决本专业方向实际问题的能力;训练学生对机械结构问题分析规划的能力,能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型,合理定义单元、分析系统约束环境,正确加载求解,能够提取系统分析结果。通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点,推动学生进行创新设计,进一步提高动手操作能力,为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。 二、实验环境 1.硬件:方正计算机1台 2.软件:CAE软件ANSYS 三、实验内容(任务及要求): 任务:本专题实验借用上一学期现代机械工程基础实验1-金属结构部分的参数和设计成果,采用有限元方法进行设计分析,用ANSYS软件对塔机的起重臂结构进行模型构建和强度、刚度分析,并与手工计算结果进行对比讨论。从而掌握有限元法进行工程实例计算的基本方法和步骤。 本组数据:(列表已知数据) 实验要求: 本实验要求学生以高度的责任感,严肃认真、一丝不苟的态度进行设计,充分发挥主观能动性,树立正确的设计思想和良好的工作作风,严禁抄袭和投机取巧。同时,按以下要求进行设计: 1、按照国家标淮和设计规范进行设计:塔式起重机设计规范 GB/T 13752-92;起重机设计 规范GB/T3811-2008;钢结构设计规范GB 50017-2003;塔式起重机安全规程GB 5144-2006。 2、进行塔式起重机起重臂的设计,额定起重力矩为630 kN?m、800 kN?m、1000 kN?m、1250 kN?m分别进行最大幅度为40m、45m、50m、55m、60m的起重臂的设计、计算。 (额定起重量为630KN.m最大幅度45m的起重臂的设计计算) 3、综合运用学过的力学知识和有限元理论,设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数,构造起重臂的有限元模型,选择合适的单元,施加合适的载荷和边界条件,对结构进行静力分析,提取结果,进行强度和刚度校核,撰写实验报告并总结。 四、实验步骤: (一)问题分析 1.起重臂长度:根据最大回转半径,上塔身宽度和构造要求而定,起重臂长度为60m。 2.起重臂截面形式:根据受力的构造要求而定,自升式塔式起重机截面采用格构式三角形的截面形式。 3.起重臂的截面尺寸:截面高度和宽度根据强度,刚度,稳定性要求而定,取H=2m,B=2m。 4.起重臂的运输单元考虑运输条件和原材料长度,将起重臂做成各个节段,在工地上将各个节段用销轴连接,拼成整体的起重臂,然后再和塔身等部件装配成塔机。 (二)实验过程: 1、单元分析: 因为是起重臂,可以假想成是一个悬臂梁,用beam,选择用beam188,在定义截面积即可,分三种材料,上悬杆,下悬杆的材料截面是不一样的,上悬杆是实心圆管,下悬杆是方钢,侧肢是圆钢管,钢丝绳选择只是承受拉力,用link10即可,在耦合一下点即可。 2、建模: (1)建模思路: 45米的起重臂分3节,一节15米,根据计算数据选择每节分五小段,每小段分3米,建完一节,对一节的材料截面就行赋予,在复制3小节即可。 (2)设定单元类型 选择菜单Main Menu-Element Type-Add/Edit/delet 弹出对话框,单击add按钮,开始添加新的单元类型。弹出library of element type 对话框,在library of eiement type 项的左列表中选择 structural beam ,在右侧列表中选择2 node 188. 但要注意定义方向点;再次添加一个LINK 10 单元。 (3)设置单元截面类型 选择菜单 Main Menu:preprocessor-sections-beam-commom sectns 开始设置所需三个截面的具体截面形式。弹出 beam tool 对话框,在界面编号 ID 框中输入 1 ,在截面形式 sub-type
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