对于ansys的大型焊接卷筒稳定性分析

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1、第5期组合机床与自动化加工技术NO．52013年5月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMay2013文章编号：1001—2265(2013)05—0001—04基于ANSYS的大型焊接卷筒稳定性分析术程贤福，余志良，吴国栋(华东交通大学机电工程学院，南昌330013)摘要：卷筒是起重机的重要承载部件，它的性能直接影响到起重机的工作效率，传统的卷筒稳定性设计方法基于经验公式，这种方法是非常保守的。文章中运用有限元分析软件ANSYS对卷筒进行建模，并考虑绳槽对稳定性的影响，将绳槽作为矩形环肋加到卷筒壁上，然后进行特征值屈曲分

2、析和非线性分析，通过比较光面卷筒和绳槽卷筒屈曲分析的结果，表明绳槽能提高卷筒的稳定性，也更符合实际。关键词：卷筒；稳定性；有限元分析；临界压力中图分类号：TH147文献标识码：ATheStabilityAnalysisoftheLargeWeldedDrumsBasedonANSYSChengXian—fu，YUZhi—liang，WUGuo—dong(SchoolofMechanicalandElectronicalEngineering，EastChinaJiaotongUniversity，Nanchang330013，China)Abstract：Thedrumisanimpo

3、rtantbearingpartofthecrane，itspropertyhasaneffectontheworkeffi—ciencyofthecrane，butthetraditionaldesignandstabilitycheckingmethodofthedrumsbasedonempir—icalformula，itisveryconservative．ThispaperestablishedthemodelsofdrumsusingthefiniteelementsoftwareANSYS，andconsideredtheeffectsofgrooves，thegroo

4、vesweresupposedtobearectanglestiffringaroundthewallofdrum．Then，theeigenvaluebucklingandnon—linearwereanalyzed，there—suitofeigenvaluebucklinganalysisandnon—linearanalysiswerecompared，itshowedthatropegroovescanimprovethestabilityofdrums，theresultsweremoresuitabletorealitytoo．Keywords：drums；stabili

5、ty；finiteelementanalysis；criticalbucklingpressure壁厚的措施，但缺乏相应的理论依据。随着卷筒设O引言计壁厚的减小，卷筒的稳定性成为突出的问题，传统卷筒是起重机重要的承载部件，它的主要功用的卷筒稳定性校核方法是基于材料力学的简化设计是卷绕绳索提升重物，其主要设计参数是直径D、长方法，即：度和壁厚6，其中卷筒壁厚是最重要的参数，尤其对于大型焊接卷筒来说(D≥800mm)，壁厚的设计影zE(吾)cN／ram2响到卷筒的承载能力和使用寿命。传统的设计方法式中：p一临界压力；E一材料弹性模量。是基于经验公式，焊接卷筒壁厚近似等于钢丝绳直公式(2)在

6、设计计算卷筒时没有考虑卷筒的结径d，即：6一d(mm)(1)构、支撑条件、绳槽、长径比等因素对卷筒临界压力的工程实践表明这种传统的卷筒设计方法是非常影响，它得出的卷筒临界压力是偏小的，是不符合实际保守的。随着生产技术的不断发展，远洋运输的不情况的，工程实践表明这种卷筒稳定性校核方法是非断扩大，港口起重机的起重货物的规格不断的扩大。常保守的。本文通过ANSYS进行有限元分析，运用特相应地，起重机也出现了大型化的发展趋势，对起重征值屈曲分析和非线性屈曲分析对卷筒稳定性做深入机关键零部件的要求也越来越大了。起重机的起升研究，充分说明传统设计方法的保守性。重量增加，钢丝绳的直径也增加了，卷筒的

7、壁厚也相1卷筒稳定性有限元分析应地增加了。随着卷筒的壁厚增大，卷筒的重量增加，生产制造卷筒的难度和生产成本相应地也会提卷筒的稳定性是非常重要的，通过大量的实验来获得卷筒临界压力的精确解是不现实的。随着计高。因此，在实际生产中许多厂家采取了一些减薄收稿日期：2012—10—30}基金项目：国家自然科学基金资助项目(51165007)作者简介：程贤福(1975一)，男，江西广丰人，华东交通大学副教授，博士，研究方向为计算机集成制造、结构有限元分析、