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塔式起重机结构有限元分析技术研究

发布于:2016-03-03 20:17
有限元分析

      在利用ANSYS有限元分析App对塔式起重机的金属结构进行分析时,对塔机的腹杆多选用梁单元建立模型,实际上,在初始设计计算时腹杆是以二力杆的形式进行的,这样有限元模型就与之有所出入,而且梁单元在使用时需要定义较多的属性,这也增加了有限元分析的工作量。因此,有必要在建模过程中,研究选用不同的单元类型对所得应力计算结果的影响,以便更为快速、准确地构建塔机的有限元模型。
      此外,针对塔机杆件较多,人工进行杆件稳定性校核时,工作量较大的问题,本研究提出利用ANSYS的列表功能将应力数据提取后导入App中进行自动计算的方法,提高了工作效率。
      图所示为本项目研究的某平头自升式塔式起重机外形图,表为其主要技术参数。该塔机的主要部件中塔身主肢和起重臂下弦杆均采用角钢,起重臂上弦杆采用圆钢。
      在建模过程当中,针对平头塔式起重机金属结构的特点,主要采用梁单元、杆单元、质量单元和壳单元来构建有限元模型。平头塔式起重机应在材料的线弹性工作范围内进行工作,在 ANSYSApp当中适用于建模的梁单元主要有 机结构进行整体分析时,将回转支承采用梁单元进行等效,可避免梁单元与板壳单元不同自由度产生的连接问题,因此,将回转支撑和回转平台的质量通过计算做等质量的梁来等效。单元,经结构简化后建立的塔机有限元模型。
      塔身与混凝土基础用地脚螺栓相连,因此,在塔身下端的节点约束3个自由度;塔身的基础节、标准节之间的销连接,在构建模型时作刚性连接处理;吊臂根部通过销轴与塔头连接,因此在建模时耦合节点之间的自由度,释放了3方向转动自由度,这样可较为真实地反映销轴连接的情况载荷处作用在平头塔式起重机上的载荷分为类,即基本载荷、附加载荷、特殊载荷和其它载荷。其中基本载荷包括自重载荷、起升载荷、运行冲击载荷、离心力和坡度载荷,附加载荷主要指工作状态下的风载荷和温度载荷。


                                                                                  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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