基于ANSYS的900t造桥机支撑托架动力学分析.pdf

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1、基于ANSYS的900t造桥机支撑托架动力学分析陈艳艳，胡正涛(1．黄河水利职业技术学院，河南开封475001：2．西安交通大学，陕西西安710049)[摘要]对900t造桥机支撑托架建立有限元分析模型，利用ANSYS进行振型分析，分析结果表明自振频率密集，支撑托架结构的动力性能复杂。再通过支撑托架的稳态响应分析，确定支撑托架在承受正弦规律变化荷载时的稳态响应，为支撑托架的进一步优化提供理论依据。[关键词]900t造桥机；支撑托架；振型分析；稳态响应分析[中图分类号]U445．36[文献标识码]B[文章编号]1001—554X(

2、2015)05—0087—04Dynamicanalysisofupholdingbracketin900tbridgefabricatingsystembasedonANSYSCHENYan～yan．HUZheng—tao1概述160kN。下行式造桥机采取直接支撑的方式，便于调整底模线形，施1二中受到的风载荷小、安全性高，在铁路桥建设中发挥着重要作用¨。造桥机在墩身侧面开洞安装支撑托架，主支腿的支撑托架插入洞中传递垂直力，并且利用高强精轧螺纹钢对拉，与桥墩形成一个整体。支撑托架支撑主框架，外模和模架安装在主框架上，形成一个可纵

3、向移动的桥梁制造平台，完成桥梁的施工。本文以郑州大方公司生产的900t造桥机支撑托架为例，建立有限元模型进行动力学分析，对图1模架中的支撑托架结构的改进和进一步优化设计具有重要意义。该2振型分析模架工作过程包括制梁和过孔两阶段，设计施工周期为12天／跨。支撑托架共设2套，每套左右两部支撑托架振型分析用来确定支撑托架的振动分相同，如图1所示。技术参数为制模最大支点反特性(固有频率和振型)，目的是确定结构的模态力2×377kN，过孑L最大支点反力2X160kN；下张参数，如固有频率、阻尼、振型等。振型分析过程拉梁每端2根，单根张拉力

4、lOkN，上张拉梁每端8主要由4个步骤组成：建模、加载及求解(指定分根，单根张拉力20kN。下张拉梁中部设置与墩身析类型和分析选项，定义自由度，在模型上加载，表面吻合的弧形板，减小对桥墩的压应力。指定载荷选项)、扩展模态和观察结果(包括固有支撑托架为三角形框架结构，有2个支座，一频率，已扩展的振型和相应的应力分布)。是插入墩身侧洞的上支座，另一是由下张拉梁、筋板及与墩身表面吻合的弧形板组成的下弧形支座。DOI：10．14189／j．cnki．cm1981．2015．05．007[收稿日期]2015—01—14移位台车沿横梁移动，

5、制梁位置计算荷载377kN，[通讯地址]陈艳艳，河南省开封市东京大道西段黄河水过孔位置(制梁位置外伸4800mm)计算荷载利职业技术学院机电系办公室CONSTRUCTIONMACHINERY2015587设计计算i。GN＆c眦u盯2．1有限元模型中问位置到高频谱范围内的固有频率，其求解收敛采用ANSYS通用有限元计算平台建立支撑托速度与求解低阶频率时基本一致。支撑托架结构用架的参数化有限元计算优化模型。模态参数定量描述，与外部载荷无关，支撑托架结支撑托架是空间桁架体系主体结构，采用支构的某一阶振型是结构按相应频率振动时各自由度持

6、截面形状显示，为准确模拟应力分布，上张拉梁方向振幅问的相对比例关系。振型分析用于确定结变截面部分采用自定义截面线性变截面梁单元模构的振动特性，也是响应特性分析的起点。拟，考虑剪切变形和和翘曲的BEAM188梁单元模利用已建立的有限元模型和ANSYS中兰索斯拟，下端弧形支座及筋板等用3D壳单元模拟J。算法，提取了支撑托架前3O阶模态，各阶的固有频共计单元1375个、节点数2063个。根据设计结构，率及相应振型分析列于表1。建立支撑托架的有限元计算模型如图2。2．3振型分析从表1各阶固有频率和振型可以看出：自振频率从第1—30阶频率

7、相差不到4Hz，自振频率密集且没有频率跳跃现象，说明支撑托架结构动力性能复杂；6—8阶频率低且横梁在x平面内蛇形摆动，说明架设高度较大时，对整机稳定性影响较大；第5、9、15、23阶频率都表现出整机在x0坪面内上下摆动，说明支撑托架上面的移位台车横向移动激振力对支撑托架有影响；第15、18、19、26阶频率都表现出外斜撑在XOYSIZ-面内的拱曲或绕图2支撑托架有限元模型z轴的扭曲，说明截面优化后需要结合稳态分析作2．2加载及求解必要调整，以在节约成本的同时避免对其动态性能在ANSYS中典型模态分析中唯一有效的“载影响过大；第l

8、5、18、21、27、29阶频率都表现出荷”是零位移约束，为了模拟实际情况，把图2中立撑沿zN异向扭曲或绕x轴拱曲，说明需防止立节点的自由度全部约束。用分块的兰索斯法求解，撑与桥墩干涉，保证支撑托架与桥墩固结时的安全其特征值求解器采用兰索斯算法，优点是在频率谱性