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622019.08CMTM2 模型导入与边界条件的施加用三维建模软件creo 建立塔式起重机塔身实体模型，导入Meshfree 软件后进行边界条件的施加。
塔机基础节与基础通过销轴连接限制其全自由度。
模型中通塔式起重机是一种高工作效率、大回转半径、高起升高度、大工作幅度的起重设备。
同时操作简单，安拆方便的优势使其在建筑施工过程中得到广泛的使用，成为垂直升降运输的起重运输设备之一。
虽然塔机的使用给建筑施工过程中带来了便利，但是也给施工人员带来了巨大的安全隐患。
面对日益增多的塔身结构破坏事故，对于塔身的研究与分析也就显得尤为重要。
吕呈斌[1]对塔身受力最不利的工况进行分析，校核并验算了塔身主弦、腹杆的强度。
陆念力[2]通过位移比较法实现了格构式构件到实腹式结构的等效。
牛向辉[3]运用 ANSYS 有限元分析软件研究平头塔式起重机在不同工况下金属结构的变形和应力分布情况并进行了优化。
塔身结构通常为桁架结构。
依据现行《塔式起重机设计规范》（GB /T 13752-2017）[4]。
笔者基于 MIDAS MeshFree 仿真分析软件对国内某平头塔式起重机塔身结构进行有限元分析，可以为塔机今后的设计以及施工的安全提供参考意见。
1 塔式起重机塔身结构本次分析选用了QTZ8041型平头塔式起重机塔身标准节，其结构形式见图1，图2。
标准节主要由以下四个部分组成。
分别为主肢，横腹杆，斜腹杆及斜撑杆。
主肢高度为5.7m,主弦杆截面尺寸为217×217×20mm ，横腹杆长度为1.6m,截面尺寸为86×86×8mm ，斜腹杆长度为1.9m ，截面尺寸为108×108×8mm 。
斜撑杆长度为2.5m,截面尺寸为86×86×8mm ，各部件之间采用销轴连接。
标准节之间采用榫头连接，并用销轴固定。
区别于一般塔机整体式标准节的焊接结构，该型号塔机的标准节采用销轴连接式的榫头式标准节。
基于工程力学的塔吊设计与优化塔吊作为一种重要的起重设备，在建筑工地和工业生产中扮演着重要的角色。
它的设计和优化是工程力学的重要应用之一。
本文将从结构设计、力学分析和优化三个方面，探讨基于工程力学的塔吊设计与优化。
一、结构设计塔吊的结构设计是塔吊设计中的关键环节。
在设计过程中，需要考虑塔吊的高度、吊臂长度、底座尺寸等因素。
首先，塔吊的高度需要根据工地的实际情况进行合理确定。
如果工地空间狭小，塔吊高度过高可能会造成安全隐患。
其次，吊臂长度的选择需要根据工程的需求和吊物的重量来确定。
吊臂过长可能会导致结构不稳定，吊物的重量过大可能会超过塔吊的承载能力。
最后，底座尺寸的设计需要考虑塔吊的稳定性。
底座尺寸过小可能会导致塔吊倾斜或倒塌，而过大则会浪费空间。
二、力学分析力学分析是塔吊设计中不可或缺的一部分。
在设计过程中，需要进行静力学和动力学分析。
静力学分析主要用于确定塔吊的稳定性和承载能力。
通过计算各个部件的受力情况，可以确定塔吊的最大承载能力，从而保证工程的安全进行。
动力学分析主要用于分析塔吊在工作过程中的振动情况。
通过分析塔吊的振动特性，可以采取相应的措施来减小振动幅度，提高工作效率。
三、优化设计优化设计是塔吊设计中的重要环节。
通过优化设计，可以提高塔吊的性能和效率。
首先，可以通过材料的选择和结构的优化来减小塔吊的自重。
减小自重可以减小塔吊的能耗，提高工作效率。
其次，可以通过改进塔吊的控制系统来提高操作的精度和稳定性。
优化控制系统可以使塔吊的运动更加平稳，减小误差，提高工作效率。
最后，可以通过改进塔吊的安全系统来提高工作的安全性。
优化安全系统可以减小事故的发生概率，保护工作人员的安全。
综上所述，基于工程力学的塔吊设计与优化是一个复杂而重要的任务。
在设计过程中，需要考虑结构设计、力学分析和优化设计等多个方面。
通过合理的结构设计，精确的力学分析和科学的优化设计，可以提高塔吊的性能和效率，保证工程的安全进行。
塔式起重机结构的静力学分析摘要：强度和振动特性是设计塔式起重机的金属结构的重要指标。
文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,指出了极限吊重情况下静态极限强度的位置,并分析了塔式起重机的振动频率和振型,为研究塔式起重机的其他动力响应提供了依据。
关键词：塔式起重机静力学分析有限元 ANSYS引言：塔式起重机（tower crane）简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。
动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。
作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。
由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。
当起重臂架绕塔式起重机的回转部分作360°回转、吊重载荷沿起重臂架运行并升降时以及由于驱动控制系统电机抖动等原因，都会使塔式起重机引起振动。
在此情况下，吊重荷载等动荷载对塔式起重机结构所引起的内力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大，有时甚至大得多。
由于塔式起重机结构及构件承受的动荷载一般都很大，而且加载次数较为频繁，更容易产生疲劳破坏。
作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危险作业。
目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。
塔机的强度和振动频率是影响塔机寿命和稳定性的重要因素，因此对塔式起重机进行静力学和振动的研究是十分要必要的。
本文利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对塔式起重机ＱＴＺ630进行建模，分析了三种加载在塔式起重机上的典型的工况，得出了塔式起重机在三种工况下的静力学应力和应变云图，找出塔式起重机各个工况下的危险位置，为其塔机的改进提供参考。
提取出塔机的前５阶振动模态，为其他动力学响应提供研究依据。
1.塔式起重机的结构及性能参数1.1塔式起重机的结构塔式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分组成。
机械部分主要是指起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构、行走机构、架设机构等等，这些机构根据工作需要或有或无，但起升机构是必不可少的。
毕业设计题目高层建筑机械——塔式起重机的受力分析塔式起重机的受力分析文献综述1.引言塔式起重机是用来对物料进行起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备。
随着生产规模日益扩大，特别是现代化、专业化生产的要求，在许多重要的部门中，起重机己经成为不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。
1.1 塔式起重机的基本概念塔式起重机是现代工业和民用建筑的主要施工机械之一。
据资料记载，塔式起重机溯源于西欧，有关建筑用塔式起重机的第一项专利颁发于1900年。
近代塔式起重机的首批原型样机出现于1912年。
1923年研制成功第一台比较完整的近代塔式起重机。
30年代，德国已开始批量生产塔式起重机并在建筑工地上使用，与此同时，还向国外出口。
1914年公布了建筑用塔式起重机的德国工业标准DIN8670，规定以吊载(吨)和幅度(米)的乘积(吨·米)——起重力矩表示塔式起重机的起重能力[1]。
而早在商朝(公元前1765年到1760年之间)，我国劳动人民就使用了汲水的桔棒，它是一种类似塔式起重机的机构，长期以来我国没有自已的起重机制造业，直到新中国成立后，才建立独立制造各种起重机的工业体系。
在生产和使用塔式起重机上，我国起步较晚。
1953年，在北京劳动人民文化宫第一次展出前民主德国的建筑师I型塔式起重机。
1954年，东北抚顺重型机器厂仿建筑师I型试制了TQ2-6型塔式起重机，这是我国自制的第一台塔式起重机。
同年在北京航空学院教学楼施工吊装，这是我国第一次在建筑工地上使用塔式起重机[2]。
在建筑安装工程中，能同时完成重物的垂直升降和水平移动的起重机械很多，其中应用最广泛的是塔式起重机。
因为它具有其他起重机械难以相比的优点。
如:塔身高，起重臂装于塔身顶部，有效起升高度大;起重臂长，有效作业面广;能同时进行起升、回转、行走、变幅等动作，生产效率高;采用电力操纵，动作平稳，安全可靠;和其他起重机械相比，结构较为简单，运转可靠，保养维修也较为容易。
工业设计2019年第1期中国机械MACHINE CHINA塔式起重机静力学计算及臂架优化设计杜国开（广州五羊建设机械有限公司 广东 广州 510520）0 引言随着建筑工程行业科学技术的发展，塔式起重机在建筑行业的应用也越来越广。
塔式起重机技术的飞速发展离不开对静态性分析的计算与臂架材料的分析设计。
在我国塔式起重机设计发展的初期阶段，经常会因为应用传统的静力计算与类比公式导致塔式起重机的振动效应过大、机械整体自重大等缺点。
这些缺点都严重地影响了塔式起重机在建筑工程作业中的使用。
为了改掉这些缺点，我国的一些大型塔式起重机制造单位，通过利用模态分析对传统起重机进行改进，使我国成为了拥有先进塔式起重机技术的出口大国。
1 模型的建立1.1 单元类型的选择ANSYS是一款有限元分析软件，其作用是能够为梁杆提供不同的单元模式，可以根据塔机的需求进行选择。
我国建筑行业中的塔机均是空间结构，而ANSYS分析软件属于三维结构，因此在对塔机进行分析的过程中，会比较全面。
BEAM188单元以 Timoshenko为基础，其数值需要根据函数进行计算，计算过程中也要考虑到剪力问题的影响，使塔机的功能需求能够被全面分析。
1.2 塔机的参数一般的塔机工作高度为45m，臂长为60m，起重量最多为6.5t，在该工程中，塔机整体材质为钢材，其硬度为235，密度为8100，泊松比为0.3，弹性系数为225。
塔机的参数是塔机设计的关键，在进行塔式起重机设计时，依据的标准就是塔机的参数，在塔机设计之前需要经过建模的分析，把塔机的参数输入进模型中，就可以得到塔机出厂后的最终结果。
1.3 模型的简化①在模型的简化中，起重臂是比较重要的模块，其采用了杠杆原理，链条是其主要的组成部分，在构建模型的过程中，应该根据实际的起重臂大小制定比例，然后在链条固定位置设定节点。
②模型的构建并不是简单的对原理进行模拟，还需要在形状、外观等方面使模拟的模型与真实的起重机一致。
基于ANSYS的塔式起重机塔身的静力学分析摘要：本文基于ANSYS软件，结合塔式起重机的结构特点和工作情况，对起重机塔身进行静力学分析。
针对塔式起重机塔身进行了应力和变形仿真计算分析，包括对塔身进行网格划分、施加载荷、固定约束和求解分析等。
结果表明，塔式起重机塔身结构符合要求。
关键词：ANSYS；塔式起重机；有限元分析；应力0引言随着国家现代化建设进程不断加快，对塔式起重运输机械的需求量也越来越大。
塔式起重机在多数情况下都是满载重载工作，各结构都承受较大的应力，因此对起重机在工作过程中的安全性能有很高的要求。
目前，对塔式起重机的安全性研究就是要在保证其施工效率的基础上最大程度地降低其发生安全事故的可能性，对塔式起重机的安全性分析主要可考虑以下两个方面塔式起重机自身的设计和操作人员的操作技术。
其中对起重机自身的设计有严格的要求。
随着科学技术和计算机技术的快速发展，使得ANSYS等仿真分析软件在机械领域广泛运用。
采用有限元分析的方法对塔式起重机进行仿真分析，可为实现产品轻量化提供参考。
本文以塔式起重机塔身为研究对象，运用ANSYS软件对塔式起重机塔身进行应力和变形仿真计算分析，通过ANSYS软件实现网格划分、施加载荷、固定约束和求解分析等过程，得到了塔式起重机塔身结构的应力应变图，最后分析塔身结构是否符合要求。
1建立有限元模型1.1有限元模型该模型运用SolidWorks建模软件建立，在建模过程中，将根据QTZ63塔式起重机塔身的实际结构特点，对其有限元模型做适当的简化，如忽略焊缝对塔机的影响，轴销连接均按固定连接对待等。
把建立的模型导入到ANSYS Workbench 中。
有限元模型如图1所示。
塔机塔身材料为Q235，其材料物理性能参数如表1所示。
表1 材料物理性能参数材料密度弹性模量泊松比Q 2357.8520.25图1 塔机塔身有限元模型1.2网格划分进入Mesh划分网格，选择所有实体，然后在Element Size中输入网格尺寸为500mm。
建筑力学作业平面一般力系实际工程的应用——塔吊分析1.塔吊介绍塔吊，即塔式起重机。
机身很高，像塔，有长臂，轨道上有小车，可在轨道上移动，工作面很大，主要用于建筑工地等处。
塔吊一般用于建筑施工、货物搬运、部分事故现场处理等场合，主要作为材料、货物等的高空运输或质量较大物体的运送的工具。
塔吊一般由外套架、回转轴承、塔冒、平衡臂、平衡臂拉杆、起重臂（吊臂）、起重臂拉杆、电源、支架、变幅小车，起重吊钩、驾驶室等几部分组成。
塔吊一般用于建筑施工、货物搬运、部分事故现场处理等场合，主要作为材料、货物等的高空运输或质量较大物体的运送的工具。
如下图，塔吊可简化为所示主体结构模型塔吊主体结构模型塔吊结构图根据塔吊的组成、用处及发展历程，我们可以对塔吊的结构有一个更加深入的了解。
如下图1-2塔吊的主体结构模型图所示，塔吊的各个部分均已经标出在图上。
2.塔吊静力学分析对塔吊整体为研究对象．要保证机身满载是平衡而不向右倾倒，则必须∑M B=0, W2(a+b)-F A b-W1-W max l max=0；限制条件F A≥0．再考虑空载时的情形，这时W＝0. 要保证机身空载时平衡而不向左倾倒，则必须满足平衡方程：∑M A＝0， W2 a+F B b-W1(b+e)=0；限制条件F B≥0．1)对塔吊的平衡臂，由平衡条件得：∑F x=0, F1cosθ=F x；∑F y=0, F1sinθ+F y=W2+m1g；L 1∑M=0， (F1sinθ-W2)l1=m1gl2；2)如左图塔吊吊臂，由平衡条件得∑Fx=0, F x=F2cosα+F3cosβ；∑F y=0, F2sinα+F2sinβ+F`y=m2g+W；∑M=0, F2sinαl3+F3sinβl4=m2gl5+Wl．3)如右图塔吊吊帽与拉杆的受力情况，则由共点力的平衡条件可得平衡方程如下：∑Fx=0, F1cosα= F2cosβ+F3cosγ∑F y=0, F1sinα+F2sinβ+F3sinγ=F3.塔吊分析小结经过本小组两个星期的学习、查资料、讨论、研究，在规定时间内完成了这份塔吊分析报告。
塔吊分析报告——理论力学车辆工程(３)班李晓学号:20052654程驰学号:20052735乔同超学号:20052682张兴华学号:20052660总述1．塔吊综述1.1塔吊外型1.2塔吊的组成1.3我国塔吊发展历程1.4塔吊的作用1.5塔吊结构图1.6塔吊的分类示例２．塔吊分析2.1塔吊静力学分析2.2塔吊运动学分析2.3塔吊动力学分析3. 塔吊常见事故分析及对策3.1 塔吊重大事故分析3.2 对策4. 塔吊现存问题及发展前景4.1 我国塔式起重机存在的主要问题4.2 塔吊的未来发展前景5. 小组总结★1．塔吊综述1.1塔吊外型塔吊，即塔式起重机（如图1-1所示），机身很高，像塔，有长臂，轨道上有小车，可以在轨道上移动，工作面很大，主要用于建筑工地等处。
1.2塔吊的组成塔吊一般由外套架、回转轴承、塔冒、平衡臂、平衡臂拉杆、起重臂（吊臂）、起重臂拉杆、电源、支架、变幅小车，起重吊钩、驾驶室等几部分组成。
另外工作时塔机安全装置还应主要包括：行程限位器和荷载限制器。
行程限位器有：起升高度限位器、回转限位器、幅度限位器。
荷载限制器有:起重力矩限制器、起重量限制器此外还应包括风速仪。
1.3我国塔吊发展历程塔式起重机是我们机械建筑的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我国的塔吊制造如今已跻身于当代国际市场。
五十年代初，我国塔机的制开始起步，生产的是一些小型塔机，六十年代自行设计制造了25TM、40TM、60TM、160TM四种机型，多以摆臂为主；七十年代，随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求。
于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造；八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生。
特别是1984年，首先在北京建工集团建机厂引进世界先进的法国POTAIN（波坦）公司技术并于次年成功试制了FO/23B塔机，这可以说是我国塔机发展史的里程碑，它大大缩短了我国与国外的差距，使我国塔机发展步入快行道。
塔式起重机结构的静力学分析
摘要：强度和振动特性是设计塔式起重机的金属结构的重要指标。
文章从有限元的基础理论出发,利用ANSYS软件,对塔式起重机进行静力学分析,获得了其应力应变结果,比较了三种典型的工况,指出了极限吊重情况下静态极限强度的位置,并分析了塔式起重机的振动频率和振型,为研究塔式起重机的其他动力响应提供了依据。
关键词：塔式起重机静力学分析有限元 ANSYS
引言：塔式起重机（tower crane）简称塔机，亦称塔吊，起源于西欧。
动臂装在高耸塔身上部的旋转起重机。
作业空间大，主要用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送及建筑构件的安装。
由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。
当起重臂架绕塔式起重机的回转部分作360°回转、吊重载荷沿起重臂架运行并升降时以及由于驱动控制系统电机抖动等原因，都会使塔式起重机引起振动。
在此情况下，吊重荷载等动荷载对塔式起重机结构所引起的内力和变形，要比同样大小的静荷载所引起的大，有时甚至大得多。
由于塔式起重机结构及构件承受的动荷载一般都很大，而且加载次数较为频繁，更容易产生疲劳破坏。
作为大型设备,塔机的工作特点是根据建筑需要将物品在很大空间内升降和搬运,属于危
险作业。
目前,在建筑施工中,由塔机引起的人员伤亡和设备事故屡禁不止,重大事故发生率居高不下。
塔机的强度和振动频率是影响塔机寿命和稳定性的重要因素，因此对塔式起重机进行静力学和振动的研究是十分要必要的。
本文利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对塔式起重机ＱＴＺ630进行建模，分析了三种加载在塔式起重机上的
典型的工况，得出了塔式起重机在三种工况下的静力学应力和应变云图，找出塔式起重机各个工况下的危险位置，为其塔机的改进提供参考。
提取出塔机的前５阶振动模态，为其他动力学响应提供研究依据。
1.塔式起重机的结构及性能参数
1.1塔式起重机的结构
塔式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分组成。
机械部分主要是指起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构、行走机构、架设机构等等，这些机构根据工作需要或有或无，但起升机构是必不可少的。
金属结构是构成起重机械的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。
金属结构主要由门架、塔身、其中避、塔顶与塔顶撑架、平衡臂、转台等组成，其中门架是起重机的基础，所有物机和压重均装于其上。
门架由两个侧架和一个长方形平台组成。
塔身结构也成为塔架，是塔式起重机结构的主题，主要指自底架以上的垂直塔桅部分，它支撑着塔式起重机上部结构的全部重量，并将其转至底架和台车，进而分布给轨道基础。
电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。
在结构的力学分析中，主要分析塔身、塔臂和塔顶的杆件受力。
1.2性能参数
起重能力：Rmax =50 m ，Q =1.2 t R=2~15.44 m ，Q=5 t
起升速度： 100/80/50/40/5 m/min
回转速度： 0.6/0.4 r/min
变幅速度： 45/16 m/min
2.创建塔式起重机的有限元模型
塔机的金属结构主要包括塔顶、起重臂架、平衡臂、变幅小车、吊钩以及上下转台等组成．根据塔机设计规范的规定，建立塔机结构几何模型过程中，忽略结构阻尼，不考虑非线性关系和过渡圆角．为了有限元建模更加合理，应考虑：模型能全面准确地反映塔机结构特点；模型受力应与塔机在工作时外载荷作用
下相同；模型的边界条件处理应与塔机实际工作时保持一致．塔机有限元建模时，根据实际情况进行必要简化．
（1）回转机构简化．
在ＡＮＳＹＳ中，塔机计算主要使用梁单元、杆单元和板壳单元来构建有限元模型．对塔机结构进行整体分析时，可以将回转支承结构等实体部件采用梁杆单元进行等效，使塔机的整体分析中只包含梁单元，避免了具有不同结点自由度的梁单元和板壳单元的联接问题．完成整体分析之后，将整体分析中得到的等效单元的结点力作为外载荷，采用板壳单元单独分析其回转机构．
（２）塔身、起重臂简化．
塔身底部结构刚度很大，简化为固接支座．起重臂根部简化为固定铰支座．起重臂与二根拉杆的连接及拉杆与塔顶的连接，均按固定铰支座处理．平衡臂的臂根和塔机回转节的连接、平衡臂和二根拉杆的连接及拉杆与塔顶的连接均为固定铰支座．塔顶与上回转支座的连接及下回转支座与塔身的连接作为固接支座处理．塔机中固定铰支座需要用铰链模拟，笔者采用耦合来模拟铰链．对于固接支座采用命令Ｄ，约束其全部自由度（ＵＸ，ＵＺ，ＲＯＴＸ，ＲＯＴY，ＲＯＴＺ）．
使用自由度耦合分析塔机更方便．塔机中需要放松弯矩的地方多为各部件的铰接处，在生成单元时，ＡＮＳＹＳ不必考虑各部件之间结点的衔接问题，各部件可单独建模，然后用耦合命令ＣＰ将部件联接处各相应结点自由度耦合起来即可，如图１．
对节点施加的约束，全部在节点坐标系中进行的．划分节点时，通过调整单元尺寸，使塔机试验报告中各检测点正好在划定的各节点上，如不能调整到正好重合，则取最近四点值的平均值作为该测点的值．有此得到该塔机有限元模型．模型共约１５０００个单元和节点，如图２．
3.塔式起重机的静力学分析
首先计算在载荷３５ｍ处的应力应变，重物等效为
对称施加在３２６和３２７两节点上的垂直集中载荷。
对ＱＴＺ２５塔式起重机进行求解计算，计算出塔式起重机的各个节点和单元的位移与应力。
通过ＡＮＳＹＳ的后处理，能够直观地显示出塔式起重机的应力云图和应变云图。
由图中可以观察出，塔式起重机的最大应变处发生在臂尖处。
起重机的最大应力处为起重臂架和塔身的衔接处，最大的应力１７３．５６９ＭＰａ。
起重臂从拉杆与起重臂的相接触的地方至塔尖明显有比较大的变化。
机构有向重物倾覆的趋势，符合实际情况。
文章主要对比分析每种工况在不同位姿时所受的应力以及位移的大小，具体数值如表１所示
由表１可得，最大应力和最大应变值随着起重臂工作半径的减少而下降。
可以知道最危险工况就是在臂尖处施加载荷为１００００Ｎ处的工况，此处的应力和应变均为最大，应尽量避免起吊物长时间停留于这个位置。
通过比较可得三种情况下应力最大值为１７３．５６９ＭＰａ,塔式起重机的最大应力值小于Ｑ２３５Ｃ的最大应力值１７５ＭＰａ，满足起重机的规范设计要求，但是需要注意的是最危险工况很接近塔式起重机的许用最大应力值，在塔式起重机工作时要引起注意。
由一系列变形图可知塔式起重机发生的最大应变在最大在臂尖处，与实际情况是相互吻合的。
最大位移处始终在臂尖处，且钢丝绳与上弦杆连接处为最大的变化率处，因而此处不仅需要很高的强度，也需要更好的韧性。
4.塔式起重机的动力学分析
表2 频率及振型描述
在进行塔式起重机的振动模态分析时，
实际只需要考虑塔式起重机结构体系
的自重只需定义在重力(作用方向的
重力加速度和零位移约束，而不涉及
其它的荷载作用)由振动理论可知，对
于一个多自由度振动系统，系统低阶固
有频率对系统的动态响应影响较大，而
高阶固有频率则影响较小。
所以对多自
由度系统只需其低阶固有频率就能反
映系统的动态特性。
故本文只提取起重
臂的前阶模态，实际分析设计中，可以
根据需要获取模态阶次。
5模态分析只需要指定分析类型是模态分析，然后定义需要的模态阶数和矩阵特征值求解方法，就可以开始模态分析求解了。
5.结论
通过以上分析，可得到如下结论：ＱＴＺ630塔式起重机在运行过程中：
（1）最危险的工况一般比较靠近臂尖；
（2）塔机工作时上弦杆会受到比较大的应力；
（3）最大位移处始终在臂尖处，且钢丝绳与上弦杆连接处为最大的变化率处，设计时应该加以注意；
（4）塔式起重机在挂上重物的瞬间，起重臂中部、斜拉索的连接点处，应力最大，设计制造的过程中应采取局部加强措施。
（5）总体来看，基于桁架模型的塔机起重臂结构为一低频振动系统，快速起升和突然卸载时的冲击容易引起结构共振。
（6）根据各阶振型图可知，塔式起重机的各阶共振频率均较低且相差不大，在使用过程中要注意避免吊绳的摆动和载荷的施加与释放等低频源激扰.
参考文献：
[1]李海虹陈永会李志谭利用有限元法进行塔机起重臂的动态分析 [J]太原重型机械学院学报2003,24(2):106-109.
[2]张俊软件在塔式起重机结构动态分析中的应用[J] 机械设计与研究,2001,17(2):20-22.
[3]吴启鹤起重机的应用与计算[M] 四川，四川科学技术出版社，1995
[4]陆念力夏拥军刘明思塔式起重机结构动态分析的两种有限元模型建筑机械[J].2002(11):49-52.
[5]张银龙塔式起重机的振动模态分析[J] 起重运输机械 [4],2007(3):54-55.
[6]郑海斌张大可塔式起重机起重臂有限元模态及动态分析[J] 建筑机械2004(5):64-65.。
