基于CosmosWorks的侧挂小车结构有限元分析.pdf

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1、基于CosmosWorks的侧挂小车结构有限元分析祁磊张志德文豪韩刚1太原科技大学太原0300242太原重工股份有限公司太原030024摘要：由侧挂小车的使用场合及T作状况，确定了最不利工况下载荷的组合情况和计算方法。使用Solid．Works内部有限元分析模块CosmosWorks对结构进行了分析计算，得出其受力变形情况。由分析结果提出了改进方法，并分析验证了改进后的结构更为合理、经济性更高。关键词：侧挂小车；载荷；CosmosWorks；有限元；分析中图分类号：TH215文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)04—0030—

2、04Abstract：Theapplicationsituationandtheworkingconditionsoftheside—suspendedtrolleydeterminetheloadcon—binationsandthecalculationmethodsundermostunfavorableconditions．Thepaperanalyzesthestructurewiththefinitee1．ementanalysismoduleCosmosWorksoftheSolidWorksandobtainsthestress

3、anddeformation．Accordingtotheresultana1．ysis，thepaperproposestheimprovedmethod，analyzesandverifiesthattheimprovedstructureismorereasonableandmoreeconomica1．Keywords：side—suspendedtrolley；load；CosmosWorks；finiteelement；analysis本侧挂小车配套悬挂在大吨位双梁桥式起重考虑。机(以下简称双梁桥机)上，可实现与主小车共j用其中1个

4、主梁，最大起重量为25t。小车架是支IIL』1li—aI．承和安装起升机构与小车运行机构的机架，设计一窜’时在保证强度和刚度足够的前提下，提高小车架分析计算的准确性，充分挖掘其潜在的承载能力，{、＼不但可以降低制造成本，还在改善整台起重机的使用性能上具有一定的意义。L一1．起升机构2．小车架3．运行垂直轮1侧挂小车的布置方案及结构形式4．下支承架5．下水平轮6．上水平轮侧挂小车运行垂直轮与上水平轮布置在同一图1侧挂小车布置图轨道上，该布置的优点是结构紧凑、机构重心和2载荷及约束条件的确定吊点中心接近运行轨道、整车稳定性好。在双梁桥机主梁上无需增

5、加小车运行受力梁，只需铺设2．1载荷的确定运行垂直轮和上水平轮共用的1条轨道即可l1J。该双梁桥机为室内工作，作业环境良好，无图1为侧挂小车的布置简图。风载荷。故分析A类载荷即常规载荷，并考虑倾运行机构水平轮的布置方案为2个上水平轮翻水平力对侧挂小车的影响。采用平衡架铰接结构连接在小车架下盖板上，下该小车在最不利工况下载荷的组合情况为：水平轮分别固定在2条支腿的下端，该结构避免起重机在带有额定起升载荷的状态下，与出现的了轮压集中和上水平轮轮压分布不均的缺点。倾翻水平力相组合]。表1为所受载荷的组合表，侧挂小车车架是由1根顺轨道纵梁和与之相该组合

6、中的载荷分为5个部分。垂直的数根连接横梁组成，横梁与纵梁焊接形成11)自重载荷P个刚性构架，2支腿通过焊接连接在下盖板上。利t考虑因出现振动而产生的动力响应，自重载用SolidWorks建立模型时可将焊接部位等强度荷应乘以起升冲击系数(取为1．05)。一30一《起重运输机械》2011(4)表1载荷组合表载荷组合A载荷组合C载荷类别载荷分项载荷系数。A1分项载荷系数ycC5侧挂小车总质量引起的自重振动载荷n^1(b自重振动载荷、总起升质量离地起升引起的动起升动载荷与运行载荷D^22常规载荷冲击载荷在不平轨道上运行时，小车总质量和总起升质量引起的垂

7、直冲nA3击载荷驱动加速力运行起动时，小车总质量和总起升质量引起的驱动加速力DA45特殊载荷倾翻水平力ynCI512)起升载荷PPsL=(3)考虑起升动力效应，应乘以起升动载系数(取为1．2)。起升载荷分为2部分：一部分作用在式中：P为侧挂小车自重载荷；P。为起升载卷筒上，另一部分通过定滑轮组支承板作用在跨荷；K为轨道中心至小车重心的距离；h为力P中横梁上。对于作用在横粱上的起升载荷按分布作用线至轨顶的距离。力处理，其值为q：×詈×一d1(1)式中：q为分布力，：为起升动载系数，m为起升机构倍率，Q为支承板处的起升载荷，d为支承板开孔直径。3)

8、运行冲击载荷用运行冲击系数m乘以自重载荷与起升载荷图2模型载荷图之和来计算。该小车运行的轨道采用焊接连接并对接头进行打磨，接头状况良好，所以取西=2．