1.2 国内外起重机的发展方向

1.3 研究内容

    本文针对风电吊装船主吊机吊臂进行结构设计、分析以及利用有限元分析软件进行结构优化设计。结构设计遵循《起重机设计手册》、《海上平台起重机规范》、《材料与焊接规范》、《船舶与海上设施起重设备规范》，根据起重机经典设计理论设计出主吊机的吊臂结构。根据尺寸设计，在CAD中建立出起重机臂架的二维图；通过三维建模软件Pro/Engineer建立出臂架的三维模型，依据材料密度，计算出臂架质量；然后利用有限元分析软件ANSYS对臂架结构在仰角为80°的极限工况下进行静力学分析，从结构强度和刚度方面验证臂架结构的合理性源Z自)优尔/文\论,文]网[www.youerw.com；又对臂架结构进行模态分析，为进一步验证起重机整体结构是否会发生共振现象提供重要的参考数据；以减轻臂架质量为目标，在满足材料许用应力的基础上，通过ANSYS优化设计，计算出更加合理的结构数据；最后通过三维建模软件Pro/Engineer对优化过的臂架结构再次建模，计算出臂架质量，与初始结构质量进行比较。

1.4 本章小结

    本章首先阐述了课题研究背景、目的和意义，然后介绍了国内外起重机的最新发展方向，最后简要说明了本论文的研究内容与结构。

第二章 吊臂结构设计和三维模型建立

2.1 大吨位桁架式吊臂经典计算方法和理论校核

    由于浮式起重机的工作环境是在近海，所以吊臂采用桁架式结构，它的主体部分主要由主枝和腹杆焊接而成。

2.1.1 臂架主要尺寸

    臂架由主枝和腹杆组成，主桁架用三角形腹杆系，上、下平面桁架用 型腹杆系。按照杆件尽量相同、自重轻的原则规划臂架尺寸：

臂架长度 ：由厂家提供的起重机动作幅度 和臂架的俯仰角 确定；

（1）单臂架截面高度： ；

（2）臂架前后端高度： ；

（3）臂架前端宽度： ；

（4）臂架后端宽度： ，常取0.1 。