经典案例
  • 有限元分析在机械产品设计的应用
  • 汽车转向机构有限元分析与优化
  • 风力发电机主轴结构强度分析
  • 发动机连杆的强度分析与结构优化
  • 车辆传动轴的强度分析与方案改进
  • 摩托车车架的刚度及强度分析
  • 注塑模具机构强度分析及结构优化
  • 变速箱轴键强度校核及结构改进
  • 挖掘机铲斗有限元计算和强度分析

起重机空腹副桁架的有限元分析

发布于:2018-08-19 20:43
有限元分析

      某钢厂的125/30t的桥式吊车使用过程中,大梁折断造成严重事故。因此针对主梁结构进行技改后,能否达到现在的技术要求是大家关注的重点。本研究的研究对象是一台冶金运输行业普通使用的70年代初设计制造并投入生产的吊车。该车经过了20多年的平炉生产后,于1998年钢厂平炉改转炉中经过技术改造又投入了新的炼钢生产中继续使用。
      由于桥吊结构复杂,用ANSYSApp建立模型存在着许多困难和不便,为了更加精确地构建模型,依据技改前后图纸,采用PRO/E大型三维建模App对所有零部件进行准确建模。建模步骤:(1)根据图纸对模型的所有零件进行准确建模。(2)把所有零件组装成部件,最后完成总装配。(3)根据主梁架的装配模型作出简化模型,只有简化后的模型方可方便有效地在ANSYS中进行有限元分析。模型简化时应注意以下几点:①所有零件必须是联接一体的整体,对焊缝按刚性联接处理。②简化后模型的结构与简化前模型的结构完全一致。③取消对结构强度影响很小的切口及螺纹孔,保留主梁架上对结构强度有影响的大开口。④造型中的切除特征,如孔、槽等,必须指明在切除特征所属的母体,否则容易造成传递失效。⑤主梁架的驾驶室吊梯部分由于只考虑其重力,而不考虑其强度,所以没有必要对其进行实体建模,只是在对主梁添加载荷时,把驾驶室吊梯部分的重力按其实际部位加载荷以代替其重力即可。
      (1)网络的划分:从主梁架的结构分析,由于其主体基本上是由板材与槽钢焊接而成,所以采用四边形板壳单元对其进行网络的划分更加合理。因板材的厚度各不相同,采用手工划分网络较为合理。网格划分步骤如下:①首先进行材料模型的建立,对其不同的材料,建立不同的材料模型。②进行材料厚度参数的设置。③据板材的形状、大小确定四边形单元的大小,分别进行网格化分。④主梁架结构中尺寸较大的梁结构简化为由板材焊接而成的梁,这样可以用板壳单元对其进行网格划分。(2)边界条件(即约束与载荷)垂直起吊重物时,近似认为主梁架不受任何水平力的作用,且在主轨道上静止不动。忽略主梁架滑轮与主轨道之间的弹性变形,假设主梁架两端被垂直固定在地面上。故只考虑垂直约束,不考虑水平约束,载荷按垂直加载。考虑到起重机在起吊重物时,速度的不均匀性以及起吊瞬间所产生的冲击,其最大载荷按最大静载荷乘以动载系数来计算。起重机的实际最大起重载荷为128t,小车的自重68.855t,罐重40t,钢水重80t,起升冲击载荷系数1.1,故计算载荷为210t,所以将加载过程分为两种,一种为单边加载70t,另一种为单边承载105t。根据计算题目规模的大小、单元类型的不同,大家选择ANSYSApp中适于较大规模板壳单元的稀疏矩阵直接求解器,以便得到更好的结果。
      由主梁架车轮在轨道上自由滚动,吊钩起吊重物时是垂直起降,且工作时主梁架处于静止状态,故只考虑垂直约束,不考虑水平约束,载荷按垂直加载。将技术改造前、后的情况分别考虑。(1)按主梁架的单边承载为105t进行以下计算大车两点力加在主梁架的工字钢上,小车两点力加在副梁架的工字钢上,四点加力分为两种情况:工况一:距主梁架端面2m处。工况二:在主梁架中间。(2)按主梁架的单边承载为70t进行以下计算大车单点力加在主梁架的工字钢上,小车单点力加在副梁架的工字钢上,单点加力分为3种情况:工况三:距主梁架端面2m处。工况四:距主梁架端面4.5m处。工况五:在主梁架中间。App采用ANSYS版本,采用壳单元和实体单元SHELL630技术改造前技术改造后节点数:43020节点数:44671单元数:40434单元数:42202。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州小鱼儿科技有限企业
                                                                              本文出自杭州小鱼儿科技有限企业www.nataid.com,转载请注明出处和相关链接!

tag标签:
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------
XML 地图 | Sitemap 地图