1.4.2 研究意义 4

1.5 本章小结 5

第二章 人字架典型工况载荷分析 6

2.1 起重机性能参数表 6

2.2 起重机工况分析 7

2.3 风载荷 7

2.4 人字架变幅拉力T 7

2.5 人字架的载荷分析 9

2.6 本章小结 10

第三章 人字架静力学分析 11

3.1 ANSYS的介绍 11

3.2 人字架有限元模型建立 11

3.2.1 有限元单元属性设置 11

3.2.2 几何模型的建立 12

3.2.3 网格划分 15

3.3 载荷和边界条件处理 16

3.3.1 人字架载荷 16

3.3.2 边界条件处理 16

3.4 人字架静力学分析结果 16

3.4.1 原带横杆的三角形腹杆体系人字架静力分析结果 17

3.4.1 Z字型人字架静力分析结果 19

3.4.2 倒Z字型人字架静力分析结果 22

3.5 本章小结 25

第四章 人字架模态分析 26

4.1 模态分析的基本理论 26

4.1.1 结构自振频率 26

4.1.2 模态分析的步骤 27

4.2 模态分析的结果 27

4.2.1 Z字型人字架模态分析结果 27

4.2.2 倒Z字型人字架模态分析结果 30

4.3 本章小结 32

第五章 人字架结构优化结果总结 33

分析总结 35

致 谢 36

参考文献 37

第一章 绪论

1.1 选题背景

当今世界能源高度紧张，发展可再生能源已是大势所趋。主要发达国家、发展中国家已将发展资源丰富、风速稳定、可再生、无污染的海上风电作为应对能源短缺的重要战略。当前形势下，只要掌握最先进的能源技术就能赢得发展空间。当今世界欧美领跑风力发电技术，我国也在不断引进国外先进技术，实施创新，目前也已经掌握了大功率风力发电机的先进制造技术。

国家科技支撑计划提出要在“十一五”期间组织实施“大功率风电机研制与示范”项目，目前已经成功完成渤海湾海上风机示范项目，而渤海示范风机功率为1.5MW，上海东海大桥100MW海上风电示范项目已经成功竣工。由于海上环境恶劣及海里经常出现风浪等难以预测情况，这就对海上风电吊装设备提出更高的要求，所以海上安装风电系统难度系数大。风电系统的安装对吊装装备作业能力要求比较高，即对起吊能力、起吊高度、作业范围比陆地有更高的要求，即对起重机各金属结构提出更高要求。

目前我国还没有理想的安装设施，安装大吨位的风电组系统完全靠租借国外大吨位浮吊或重组船，其租借费用极其昂贵。单一海上风电设备安装任务，租借浮吊是可行的办法。但其作用周期长、风险高、费用高，要大规模建设海上风电场明显不可行，这就需要我们研发可行的起吊装备来完成。此次研究目的是克服海上风电吊装船起重机部分技术问题，通过对主吊机人字架结构的研究，为主吊机人字架设计提供相应理论基础。