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基于风载_地震载荷下的钻机底盘有限元分析_郭迎辉

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文档简介:

内燃机与配件图1钻机模型图2钻机受力图1.1风载荷的计算风力设定为7级大风时的风载荷的计算如下:单位风载荷的计算公式为:(1)式中:Wk———单位风荷载;βz———高度z处的阵风系数;μz———风压高度变化系数,经查资料为1.0;Wo———基本风压值(MPa):,(V0为风速为15m/s),经计算Wo为0.141kN/m2;μs———风载体型系数,经查资料为0.8。(2)式中:φz———基本振型z高度处的振型系数,当高度和质量沿高度分布均匀时,可以近似用z/H(Z为宽度,H为高度)代替振型系数即为1993/602=3.3;ζ———脉动增大系数,经查资料为1.88;υ———脉动影响系数,经查资料为0.51。代入后得到受力面积为0.275959m2,经计算风载荷为0.0985kN。1.2地震载荷的计算横向框架自震周期计算:(3)式中:a0———基本周期调整系数,框架结构取0.6;ΔT———框架结构的顶点假想位移。按照钻机底盘的油缸支腿在承受地震剪力时挠度在变形范围内,则根据机械设计手册中许用挠度为1000/l(l为构件长度),由于钻机底盘的宽度为1993mm,经计算钻机底盘的许用挠度为1.993mm。底部剪力法计算抗震:(4)式中:Geq———地震剪力;G———钻机自重为30kN。kN结构横向水平地震作用标准值:(5)式中:FEX———横向水平地震作用标准值;a1———水平地震影响系数。α1=(6)式中:Tg———结构的特征周期,为0.4s;αmax———水平地震影响系数最大值,为0.12;η2———地震影响系数;γ———地震影响系数。(7)Tg<T1<5Tg,则地震影响系数ξ=0.05,代入得到η2=1。(8)α1=1.3其他力的计算钻机底盘的四个油缸之腿上共承受30kN的重力,则每个支腿上所承受的重力为7.5kN,钻机主梁上所受的力为40kN。把钻机主梁上的力平移至钻机底盘并附加一力偶则附加的力偶的大小经计算为75600N.m,把风载荷的力平移至钻机底盘并附加一力偶,附加力偶的大小为157.6N·m。2应力应变模态分析过程及结果通过外部文件导入到ANSYSWorkbench中建立几何模型如图3所示。加载如图4所示,加载的载荷为4个支腿上的30kN的重力载荷,4个之腿上的地震载荷0.850kN,风载荷为0.0985kN,钻机主梁工作载荷传到底盘中间的40

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