塔式起重機螺栓聯(lián)接松動影響因素研究.pdf

1、由于塔式起重機在工作幅度、起升高度、效率等方面具有顯著優(yōu)勢，因此廣泛應(yīng)用于建筑工程，其安全性問題不容忽視。螺紋連接在機械工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，可作為一種可拆卸的固定連接，結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，是塔式起重機的塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)采用的主要連接方式之一。在實際工程應(yīng)用中有多種因素會影響螺紋連接的穩(wěn)定性，例如螺紋牙的選擇、螺距的選取、載荷的方向、載荷的幅值等等。螺栓聯(lián)接的主要失效形式就是自松弛，其導(dǎo)致螺紋副部分的應(yīng)力減小，出現(xiàn)相對滑移的現(xiàn)象，降低塔機結(jié)構(gòu)的

2、剛度，影響塔機使用過程中的安全性，嚴(yán)重者會造成塔機標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的折斷，釀成重大安全事故。本文采用QTZ5510塔式起重機標(biāo)準(zhǔn)節(jié)螺栓聯(lián)接作為研究對象，通過建立有限元接觸模型模擬橫向載荷和軸向載荷工況下螺栓聯(lián)接的松動過程，來了解不同的因素對螺栓聯(lián)接松動的影響。
　　1）對于螺栓聯(lián)接螺紋副的承載力分布的Yamamoto解析法和Junker松動模型進(jìn)行研究，分析螺紋牙的受力并與松動模型做了對比，用該解析法求出預(yù)緊力作用下螺栓聯(lián)接螺紋處承載力分布

3、的解析解。
　　2）采用Pro\E、Hypermesh、Abaqus三種軟件聯(lián)合建模的方式，建立螺栓聯(lián)接的三維有限元接觸模型。先在 Pro\E中建立帶有螺旋升角的螺栓聯(lián)接三維有限元模型，再利用Hypermesh進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分以及相關(guān)前處理的設(shè)置，最后導(dǎo)入Abaqus中完成邊界條件的設(shè)置，載荷步的設(shè)置以及預(yù)緊力的施加。采用直接施加預(yù)緊力的方法進(jìn)行了靜態(tài)分析，得出螺紋副承載力分布的模擬解。將解析解和模擬解導(dǎo)入Matlab中做成擬合

4、曲線，通過對比采用解析法和模擬法求得的承載力分布曲線，驗證了預(yù)緊力施加方法的有效性以及有限元接觸模型的正確性。
　　3）對模型進(jìn)行橫向動態(tài)載荷作用下的動態(tài)有限元分析，針對該型塔機選取振動頻率以及振幅等數(shù)據(jù)，研究了夾緊件的振動頻率、橫向位移幅值、螺紋副摩擦系數(shù)、承壓面摩擦系數(shù)以及不同的螺距對螺栓聯(lián)接松動的影響。
　　4）對模型進(jìn)行軸向動態(tài)載荷作用下的動態(tài)有限元分析，振動頻率以及振幅等數(shù)據(jù)和模型受到橫向動態(tài)載荷時保持一致，再次研