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1、第6卷第2期中国工程机械学报Vol.6No.22008年6月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYJun.20087000t浮式起重机臂架钢结构分析郑惠强,申静静,张氢(同济大学机械工程学院,上海201804)摘要:研究了采用高强度钢材料的浮式起重机臂架结构的设计计算方法.介绍了在设计计算中如何考虑风浪、约束条件、起吊载荷、船运等多种因素对结构分析工况的影响,并使用有限元方法,针对主、副钩联动作业的巨型浮式起重机进行了完整的设计分析.关键词:ANSYS;浮式起重机;有限元;结构分析;风浪中图分类号:
2、TH218文献标识码:A文章编号:1672-5581(2008)02-0184-04Steelstructureanalysisonboomof7000tfloatingcraneZHENGHui2qiang,SHENJing2jing,ZHANGQing(SchoolofMechanicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)Abstract:Thedesignandcalculationmethodsareproposedforhigh2strengthsteelbo
3、omofthe7000tfloatingcrane.Accordingly,suchworkingcriteriaasstorm,loading,constraintandshippingareconsideredfortheirin2fluencesonworkingconditions.Byemployingfiniteelementanalysis,acomprehensivedesignanalysisiscon2ductedbasedontheinteractionbetweentheprimaryandauxiliaryh
4、ooksofthelarge2scalefloatingcrane.TMKeywords:ANSYS;floatingcrane;finiteelementanalysis;structureanalysis;storm为满足经济迅猛发展带来的对市场和能源的巨大需求,越来越多国家开始将眼光投向占地球面积近3/4的海洋世界.因此深海资源开发、海上工程兴建正逐渐成为热潮,加速了对包括大型浮吊在内的海上重型机械设备的需求量.大型浮式起重机(简称浮吊)作为工程船的一种,在海洋石油开发、大型海上工程、沿海风电设备安装和海难救助等作业中得到广泛运
5、用,但因其设计制造难度高,投资及技术要求高,进入门槛较高,全球有能力研发和生产的厂商不多.此外由于海上工作环境的恶劣,工作条件的不确定性等因素,对于浮式起重机结构的安全可靠性的要求更是不可忽视.研究探讨对7000t大型浮吊整体结构进行分析的方法十分必要.本文的目的是考察分析该大型浮吊整体结构的应力分布情况,确保结构的安全可靠性,为制造生产提供有价值的参考,同时为后期实机的现场测试提供理论依据.由于该机起重量目前为世界第一,采用了许多先进技术,如主要起重机结构使用高强度钢,在前期的研发设计过程中可供借鉴参考的资料有限,故后期的结构验算更
6、有其必要性以保证整机安全.与岸边起重机械相比,在海洋上作业的浮吊结构在结构、材料、起吊载荷等方面均有一些特殊性,本文的设计计算方法可供有关人员参考.1浮式起重机的主要性能参数该起重船为自航式,驶于无限航区,起重机全回转,可带载变幅,可以适应海上有风浪,在纵、横摇状态下工作.配备有主钩、副钩,主副钩在非满负荷时可同时工作,起升和变幅两机构亦可同时工作,其金属结基金项目:上海市经委重点企业产学研联合攻关资助项目[沪经规(2006)71号]作者简介:郑惠强(1953-),男,教授,博士生导师.E2mail:hqz2001@163.com第2
7、期郑惠强,等:7000t浮式起重机臂架钢结构分析185构采用的是美国标准ASTM-709的高强钢.该浮吊可用于海上油气田开发的吊装作业,也可用于港口建设重大件吊装和沉船打捞等.该起重机在变幅情况下,要求机构变幅时间为45min,使用的电机数量为2台,每台电机功率为1000kW.其主要性能参数见表1.表1浮吊性能参数Tab.1Floatingcrane’scapabilityparameters起重量/t离旋转中心距离/m起升高度/m-1)速度/(m·min工况功率/kW系固旋转最大最小水上水下带载空载主钩700030001003511
8、050～1.250～101000×41)副钩16001600115401251500～3.500～141000×21)旋转300030000.202)2)1)0.12400×12-11)为电机数量;2)单位为r·min.
