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起重机整机结构的有限元分析

发布于:2015-12-21 22:21
起重机有限元分析

      近年来国际货物进、出口量激增,港口大型起重机的工作负荷日益加重,起重机的安全使用性能越发显得重要。对起重机的维护、保养、安全防范工作不加以重视,轻则影响生产,造成不必要的经济损失,重则会导致人身伤亡事故的发生。由于维修更换难度大、费用高,港口门座起重机金属结构成为了起重机使用安全问题中的重中之重。据文献报道,港口起重机服役15年以上的,其重要结构件均会出现不同范围、不同尺寸大小的缺陷,且有些部件腐蚀严重,所以极有可能影响其安全运行与使用。因此,对于运行多年的港口起重机需要对其结构安全进行评价。
      本次分析以一台运行15年的门座式起重机为研究对象,利用有限元分析和现场应变测量相结合的方法对其结构安全进行分析,为后续的安全检验检测提供参考,也为其安全运行与使用提供保障。
      起重机整体应力不大,应力值一般在100 MPa以下,只有关键受力部件和结构不连续处产生结构的应力集中处,存在较大应力。前门腿、大臂三脚架、齿条应力较大,人字架应力稍大。最大应力为215 MPa,发生在前门腿上端拐角处。由于使用年限较长且制造单位并未提供完整图纸,在模型简化过程中部分加强筋并未考虑,有限元计算结果最大应力比实际应力大。
      齿条整体应力较大,且应力分布均匀。水平板及侧板等效应力大部分在120 MPa左右,齿条与人字架和起重臂连接处附近应力偏大,等效应力达到190 MPa。最大应力出现在起重臂同侧的门腿上,门腿要承受整机自身和起吊的重量、以及起吊附加的弯矩的作用,其结构不连续处即折弯处内侧有应力集中,最大等效应力约为215 MPa,但仍小于材料的屈服极限,能满足强度的要求。


 

                                                                                  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
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