2000t×87m门式起重机有限元分析.pdf

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1、应用与试验2012年第3期(总第119期)·杌巍院与应用·2000tx87m门式起重机有限元分析范平，李晨，张纯禹，徐鹤霖，王德保(无锡源清高新技术研究所有限公司工程仿真与分析实验室，江苏无锡214174)摘要：对跨度为87m2000t门式起重机建立三维有限元模型，对一种典型工况下的强度、刚度、稳定性、刚柔腿行走机构小车轮压进行分析计算并校核。对关键部位的强度、刚度和安全性做出评估，保证其使用安全性。关键词：插齿刀；门式起重机强度刚度稳定性轮压有限元中图分类号：TD42文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)03—0098—02Finiteanalysison2000t~

2、87mgantrycraneFanPing，LiCheng，ZhangChun-yu，XuHe-ling，WangDe-bao(Engineeringsimulationandanalysislaboratory，WuxiYuanqinghigh-techresearchinstituteCo．，Ltd，WuxiJiangsu214174，China)Abstract：Adetailedthree—dimensionalfiniteelementmodelisconstructedandthestrength，thestifness，thestabilityandthepressure

3、ofwheelofa87mx2000tgantrycranearestudied．Quantitativeevaluationsaremadeoncriticalregionsandap-propriatemeasuresaresuggestedtoimprovethedesign，whichcouldensurethesafety．Keywords：gantrycrane；strength；stifness；stability；wheelpressure；FEM1前言单元，柔腿的三角形结门式起重机的金属结构像门形框架，承载主梁下构底部横杆采用梁单安装两条支脚，可以直接在地面的轨道上行

4、走。由于元，柔腿底支点处采用具有场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强杆单元，整体网格尺寸等特点，门式起重机在造船、港口运输等领域得到广严格进行收敛性分析，泛使用。目前门式起重机的设计校核多采用基于材单元总数为30万。材图1起重机结构图料力学的简化方法，这种方法的最大优点是计算量小料型号为Q345，材料密且使用方便，但其缺点也非常显著，即精确度不高，结度为7850kg／m，弹性模量为210GPa，泊松比0．3。构的强度、刚度和稳定性的数据不够充分。针对这一2．2载荷和边界条件问题，近年来人们开始利用有限元方法对门式起重机由于篇幅有限，仅以一典型工况做分析：主小车进行建模分析，获得

5、了许多丰富的设计数据L1J。距离柔腿25m，副小车距离主小车10m处。如图2。笔者研究的门式起重机总载重能力为2000t跨il,l,车主小车度为87m，高度为80．5m。柔腿采用铰链式连接，刚妊a———2旦————————————————～————————-7、腿采用固定连接，单侧支腿下面采用双轨道。主梁采柔腿刚腿用双梁门结构，两根主梁截面为箱型，具有较大的横图2典型工况向刚度，主梁每5m有横隔板，主梁总长96．35m，高度为9．5m。为有效评估、优化该起重机的结构，建立了主副小车的起吊重量都为1000t，主小车自重详细的三维有限元模型，该模型完整考虑了大梁、刚性750t，吊重物100

6、0t，副小车自重450t吊重物lO00t，考腿内部的箱梁结构，因此除可对强度、刚度进行可靠的虑主副小车的吊重动载系数J。载荷和自重通过参评估外，还对箱梁结构的局部稳定性进行了计算。考点做用在主梁上。考虑7级风速，主梁的风载作为2有限元分析均布力施加在迎风面，小车风载、吊重风载等效为集2．1有限元模型中力作用在各自的质心。考虑布线等附件重量及行该门式起重机主要由主梁、刚腿、柔腿组成(见走惯性圳。图1)。考虑主梁、刚性腿内部加强结构，建立详细的柔腿底部采用铰链连接，刚腿是完全固定，约束三维模型。处采用梁和杆组合结构模拟刚柔腿行走机构。有限元模型中，主梁、刚腿、柔腿采用一阶减缩壳2．3计算结

7、果收稿日期：2012一o4—20作者简介：范平(1987一)，男，江苏常州人，助理工程师，主要从事结构分析方面的工作。·98·