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随着中国成为世界最大的装备制造业的工厂,门式起重机在现代生产中起着举足轻重的作用,尤其在桥梁施工现场,港口,厂矿,大型造船厂等大型装备制造企业有着不可替代的作用,由于传统的经验设计存在门式起重机结构质量大和动态性能相对较差,很难满足现代生产的需要,即增加了生产成本又降低了起重机的工作效率,很难满足现代设计的结构合理性和安全可靠性,因此本课题的研究对门式起重机使用寿命有很重要的意义。本文在门式起重机传统设计的前提下,采用现代设计方法与传统设计相结合的方法来实现门式起重机的设计,通过动态仿真与有限元分析,再对其主梁进行校核,通过实验与仿真两种方法对其进行模态分析,避免其共振对门式起重机的影响。主要工作如下:(1)设计门式起重机实验样机的各个关键部件,确定门式起重机的各项技术参数,并将门式起重机的试验样机根据各项技术参数制造出来用于课题的实验与研究。(2)对门式起重机的ADAMS动态仿真分析,通过得到的数据分析出其危险工况,分析其原因以及解决的办法。(3)对门式起重机进行静力学分析,通过动态仿真得到的各个危险工况来对门式起重机进行ANSYS有限元分析,得到其强度和刚度,并将得到刚度和强度进行校核,对其结构进行改进,并对其优化研究。(4)利用ANSYS对门式起重机进行模态分析,提取其不同工况下的共振频率和相应的振型图,对比不同工况下的共振频率和振型图,分析产生的原因。(5)从模态分析理论出发,利用DH-5920动态信号测试分析设备对门式起重机实验样机做模态分析实验,得到实验数据后,再利用DH-5920动态信号测试分析设备自带的DHMA模态分析软件对数据进行处理,加载到建好的模型中,得到门式起重机实际共振频率和相应的振型图,对比真实共振频率和振型图与ANSYS分析软件的虚拟共振频率和振型图,进行动态特性分析。(6)对门式起重机的疲劳寿命进行相关的计算与分析,以断裂力学理论为基础,通过应用Paris公式来实现门式起重机使用寿命的估算,得到总循环次数,最终计算出门式起重机的使用寿命。论文通过对门式起重机动态分析,有限元静力分析,得到其危险工况,并对刚度和强度进行校核和分析其产生的原因,对其结构进行改进和优化,采用模态实验验证了门式起重机有限元分析的正确性,并与ANSYS模态分析结果对比,避免共振对门式起重机使用寿命以及操作人员的影响,以断裂理论为基础,估算其使用寿命。论文的研究成果对门式起重机的设计及生产有一定的实际价值。