基于Ansys的回转平台主梁多工况结构优化及动力学分析.pdf

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1、基于Ansys的回转平台主梁多工况结构优化及动力学分析易春光湖南长重机器股份有限公司技术研发中心长沙410014摘要：对斗轮堆取料机回转平台主梁在多种工况下进行了强度与刚度分析，发现其强度与刚度有较大的富裕，在此基础上对其进行了优化，减轻了质量。为了保证优化后回转平台的安全可靠性，对其进行了模态分析，分析结果表明，优化后的回转平台不会发生共振现象。关键词：斗轮堆取料机；回转平台主梁；有限元；结构优化；动态分析中图分类号：U653．928．5文献标识码：A文章编号：1001—0785(2012)07—0046—04Abstract：Thes

2、trengthandstiffnessanalysisisperformedforrevolvingplatformbeamofbucket—wheelstacker／reclai—metundermultipleworkingconditionsinthepaper．Itisfoundthatbothstrengthandstiffnessareadequate，andrevolvingplatformbeamisoptimizedtoreducethemass．Themodalanalysisisperformedtoensureit

3、ssafetyandreliabilityafterop—timization，whichshowsthatnoresonancewiththeoptimizedrevolvingplatformOCCURS．Keywords：bucket—wheelstacker／reclaimer；revolvingplatformbeam；finiteelement；structureoptimization；dy—namicanalysis行强度与刚度分析，在此基础上对其进行了结构0引言优化，并对优化前后的回转平台主梁进行了动力斗轮堆取料机是一种

4、广泛应用于港口、电力、学分析。煤炭、冶金等行业的大型散料输送设备，其按结1回转平台强度和刚度分析构和用途不同分为悬臂式、门式和桥式3类⋯，其中，悬臂式斗轮堆取料机以工作结构动作灵活、斗轮堆取料机回转平台主梁的结构形式有2作业范围广和对场地要求相对较低，成为目前最种：1)双工字梁中间用工字梁连接；2)双箱型为常用的结构形式。悬臂式斗轮堆取料机一般由梁中间用工字梁连接。本台斗轮堆取料机属于小行走机构、门座、回转平台、回转机构、俯仰系吨位机型，回转平台采用双工字梁中间用工字梁统、上部结构、平衡机构、前臂架、臂架带式输连接的结构形式。对回转平台主

5、梁进行强度与刚送机、斗轮机构和尾车等组成。回转平台承受主度分析，可以判断主梁的安全可靠性，在此基础机上面部件的质量和整机的回转运动，由于斗轮上对其进行优化，在保证安全可靠性的基础上减堆取料机属于重型机械，其整机的质量一般在几轻其质量，节约材料和制造成本。百吨，所以回转平台主梁要承受上面部件很大的1．1回转平台主梁有限元求解过程重力，特别是其俯仰液压缸支座附近处的力很大。有限元的基本思想是把连续介质离散成一组以往使用的机器中，多次出现回转平台主梁液压单元，使无限自由度问题转化成有限自由度问题，缸支座附近因应力集中而导致板材撕裂现象。传再用计

6、算机求解。设回转平台主梁单元内任意一统设计方法主要是凭借经验，为了保证回转平台点的位移函数为d=S(，Y，z)a或u(，Y，)，主梁的安全可靠性，在设计的时候常常造成尺寸(，Y，z)，w(x，Y，z)。以a表示节点位移q=偏大，浪费材料和制造成本。[“，。，w。，⋯]，利用节点的边界条件可得本文选取DQIA00／800·25斗轮堆取料机回转平台主梁进行研究，采用有限元软件Ansys对其进a=Cq。(1)——46——《起重运输机械》2012(7)其中C为节点相应的矩阵，将上式代入d=Shell63，采用普通的6级精度，自由网格划分S(，Y，

7、)0，得单元体积内任意点位移的插值函限元网格，划分结果如图1。数为d=Xq(2)由弹性力学应力与应变关系，可以计算出其应变为=Bq(3)其中为应变矩阵，相应的变分可以表示为=o'Bq(4)图1回转平台主梁有限元模型由弹性力学的物理关系，可以得到应变和应力的物理关系为1．3边界条件的确定和载荷处理=DBq=D6(5)回转平台是通过回转平台下座圈与门座的上座圈之间的回转大轴承相连接的，所以在回转平其中D是弹性矩阵，由虚位移原理可以得单台下座圈的位置全约束即可。回转平台的受力见元位移与节点力之间的关系为图2，分为固定载荷和变化载荷，固定载荷为死

8、配厂=g(6)重16t，回转机构质量5t。斗轮堆取料机在工作式中：厂为单元节点载荷矩阵，为单元的刚过程中前臂架要做俯仰运动，回转平台上面部分度矩阵，其可以写为的重心随俯仰运动而变化，这样就导致