Детальная информация

Целью данной выпускной квалификационной работы является расчёт строительного крана КБ-586. Исследование направлено на расчет прочности и устойчивости металлоконструкции башни. Прочность башенного крана была оценена с помощью представления стрелы, как вида нагрузки. Моделирование проводилось в ANSYS SpaceClaim, где создана упрощенная балочная модель конструкции, которая затем была разбита на конечные элементы для последующего анализа. В первой части работы выполнены статический расчет прочности крана. Были выбраны исходные данные, материал и нагрузки, исходя из характеристики КБ-586. Рассмотрены расчетные случаи влияния ветра на башню согласно ГОСТ. Рассчитан критический коэффициент устойчивости, что обосновывает допустимость снижения массы конструкции путём уменьшения сечений профилей. Во второй части был проведен анализ режима отрыва груза от земли, расчет собственных частот конструкции и выполнено сравнение полученных значений с частотой изменения нагрузки. Анализ результатов расчётов показал значительный запас прочности и устойчивости конструкции, что создаёт предпосылки для снижения массы путём уменьшения сечения профилей без ущерба несущей способности. После проделанной работы проведена оптимизация конструкции, выбраны нужные параметры и выполнен необходимый расчёт. С помощью использования специальных встроенных модулей программы Ansys найдено решение для повышения жесткости и уменьшения массы конструкции. Подобраны необходимые сечения балочных элементов, чтобы прочность и жесткость крана были обеспечены. Были произведены дополнительные проверочные расчеты. Проведен расчет жесткости металлоконструкций, изучено явление потери жесткости при ветровом воздействии и выполнена оптимизация с целью снижения массы конструкции башенного крана без потери прочности и жесткости за счет уменьшения размеров сечений и облегчения расчетной модели.

The objective of this graduation thesis is the structural analysis of the KB-586 construction crane. The research focuses on assessing the strength and stability of the towers metal structure. The cranes structural integrity was evaluated by modeling the jib as an applied load. The simulation was performed in ANSYS SpaceClaim, where a simplified beam-based model of the structure was created and subsequently discretized into finite elements for further analysis. In the first part of the study, a static strength analysis of the crane was conducted. Initial parameters, material properties, and loading conditions were selected based on the KB-586 specifications. Wind load cases affecting the tower were examined in accordance with GOST standards. The critical buckling coefficient was determined, justifying the feasibility of reducing structural mass through optimized cross-sectional dimensions. The second part involved an analysis of the load-lifting phase, determination of natural frequencies, and comparison with operational load frequencies. The computational results revealed a substantial safety margin in both strength and stability, enabling a reduction in profile cross-sections without compromising load-bearing capacity. Following these analyses, structural optimization was performed by selecting key parameters and conducting necessary simulations. Utilizing specialized ANSYS modules, an optimal solution was derived to enhance stiffness while minimizing mass. Suitable beam cross-sections were identified to ensure compliance with strength and rigidity requirements. Additional verification calculations were carried out to validate the results. The study included stiffness analysis of the metal structure, investigation of rigidity loss under wind loads, and mass optimization of the tower crane while preserving structural integrity through cross-sectional reduction and model refinement.