悬臂式龙门吊小车结构的有限元分析.pdf

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1、制造业信DOI：10．3969／j．issn．1009—9492．2013．09．012悬臂式龙门吊小车结构的有限元分析刘力，李明万(延安职业技术学院，陕西延安716000)摘要：为了确定悬臂式龙门吊小车结构是否满足强度和刚度要求，根据博格公司对小车结构的具体要求，对其进行静力分析，建立静力学模型。根据对小车结构的结构分析，采用有限元分析法，在有限元分析软件ANSYS下，选取适当的单元类型，建立其有限)模型，并对其边界进行合理的约束，施加载荷，得出小车结构在三种最危险丁况下的位移图、应力图、应变图，与强度要求X,tl：E，确定小车结构在强度和刚度方面满足设计要求，为龙门吊总体设计提供了

2、可靠依据。关键词：小车结构；有限元；ANSYS；强度分析；刚度分析中图分类号：THl14文献标识码：A文章编号：1009—9492f2013109—0043—04FiniteElementAnalysisofStructurewithCantileverGantryTrolleyLIULi．LIMing—wan(YananVocationalandTechnicalCollege，Yanan716000，China)Abstract：Inordertodetermineifthedesignofthetrolleyflamestructureofcantilevercranemeets

3、thestrengthandstifnessrequirements，accordingt(，Borgcompanyspecificrequirementsforstructures，thestaticanalysisismadetothetrolleyflamestructure．itsstaticmodelisestablished．Aecordingt()theanalysisonthetrolleyframestructure，theappropriateelementtypeisselected．itsfiniteelementmodelisestablishedwithAN

4、SYS，anditsbordersarereasonableconstraint，loadsareinposedonit．Thedisplacement，stress，straindiagramareconcludedinthreeofthemostdangerousconditions，comparedwithstrengthrequirements，thestrengthandstiffnessofthetrolleyflamestructuremeetdesignrequirements，whichprovidesareliablebasisforoveralldesignofg

5、antrycrane．Keywords：thetrolleyflamestructure；FEM；ANSYS；strengthanalysis；stifnessanalysis0引言传统纯理论分析误差必然很大。本文使用有限元博格龙门吊是德国博格公司为专门搬运预制分析软件ANSYS，选取合适的单元类型，对小车板所制作的专用悬臂式龙门吊机，该龙门吊采用结构进行模型建立、边界条件约束和载荷加载，箱形梁结构，Q345钢板焊接而成，工作等级为A6从而进行强度和刚度分析，结果表明该小车结构级，最大起重量为10吨，主梁跨度8．8米，横跨8强度和刚度符合使用要求。米，因此，该龙门吊机小车运行结构跨度为

6、8米，小车结构如图1所示。在工作过程中，由于小车机构在承受自身重量的同时必须承受得住所有起吊载荷的重量，因此，对小车结构提出了一定的要求。在设计过程中，为验证设计方案中小车结构是否满图1小车结构简图足强度和刚度要求，采用收稿日期：2013—03—131小车结构受力分析表1小车结构计算工况小车机构在工作过程中会受到以下载荷作用：(1)自重载荷P。。；(2)起升载荷；(3)运行机构水平惯性力P；(4)风载荷；(5)钢丝绳牵引力FG；(6)链条牵引力Fl】；(7)轨道约束反力尸。受力简图如图2所示。图2中未标出自重及风载荷。(1)小车结构主要由钢板组成，故在建模过程中，采用空间板单元Shel

7、l63，尽可能如实反映结构形状变化。l，4(2)小车车轮结构与门架连接处简化为有约束的支撑面。(3)起吊重物简化为集中载荷。(4)小车轮轴采用实体单元Solid45。小车结构有限元模型共离散为16293个单元，其中板单元804个，实体单元15489个，如图3所示。图2小车受力简图2小车结构约束分析分析小车结构时，在小车车轮位置施加约束，约束状态如下l21：(1)因车轮与轨道间不允许有相互脱离，四个点在垂直方向即z方向被约束；(2)因车轮轮缘与轨