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46D混凝土泵车臂架有限元建模、模态分析及应力计算

作　者: 唐宝宝
导　师: 胡元太
学　校: 华中科技大学
专　业: 固体力学
关键词: 有限元臂架 LS-DYNA MSC.Patran MSC.Nastran 接触非线性耦合模态分析多点约束(MPC) Proe 动力学分析
分类号: TU646
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

混凝土泵车是现代建筑工程最常用机械之一,其泵送系统的振动特性、结构稳定性以及应力分布安全性,直接影响施工进度和工程安全性。本文主要研究某公司泵车臂架系统的自然频率、分析水泥输送管的应力分布情况以及在不同工况下的动力学响应特性。本文首先采用Proe创建泵车臂架系统的几何模型,分别导入MSC.Patran&Nastran和LS-DYNA进行模态分析以及动力学计算。两种软件各自计算不同情况下的模态以及应力分布情况。MSC软件中,MSC.Patran作为前处理软件,处理销钉时采用的是多点约束方式(MPC),这种处理离实际情况有一定差距,属于理想情况。LS-DYNA考虑的是销钉和销钉孔为非线性的接触问题,实际情况是有一定配合精度的销钉和销孔之间有接触,并涉及摩擦问题,为了验证固定销钉能够增强刚度,提高结构固有频率的想法,将接触面上的节点进行耦合。同时,MSC中的计算结果和LS-DYNA中耦合节点情况下的计算结果相互验证,得到预期的改进方案。本文还对不同情况下的臂架系统进行建模分析。首先考虑的是极限情况,臂架系统完全水平时候的模态分析以及应力计算,测试极限情况下,结构的安全性和稳定性,同时,发现结构缺陷并加以改进。接着建立了多角度的几何模型和有限元模型,用来进行模态分析,发现结构的不合理之处,并进行优化。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 本课题研究背景及其意义  7-10
  1.2 工程问题分析  10-14
2 有限元理论  14-19
  2.1 有限元简介  14-15
  2.2 有限元基础  15-19
3 软件相关理论介绍  19-29
  3.1 LS-DYNA 简介  19
  3.2 动力学理论以及LS-DYNA 理论支持  19-27
  3.3 MSC.Patran&Nastran 简介以及理论支持  27-29
4 建模和载荷分析  29-55
  4.1 建模过程综述  29
  4.2 几何建模过程  29-40
  4.3 有限元建模  40-55
5 结果分析  55-70
  5.1 结果分析综述  55
  5.2 模态结果分析  55-60
  5.3 臂架瞬态应力分析  60-69
  5.4 本章小结  69-70
6 总结与展望  70-72
  6.1 总结  70-71
  6.2 展望  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
附录作者攻读学位期间发表学术论文目录  76

46D混凝土泵车臂架有限元建模、模态分析及应力计算

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