基于ABAQUS铸造起重机主梁模态分析

机械研究与应用2013年第4期第26卷，总第126期研究与分析基于ABAQUS铸造起重机主梁模态分析郭峰，赵修林，杜强，左丹丹1国家机床产品质量监督检验中心山东，山东滕州277500；2愚公机械股份有限公司，山东滕州277500摘要利用大型有限元软件ABAQUS对某公司YZS14060吨铸造起重机主梁结构进行模态分析，分析了主梁在起重机工作过程中产生的振动情况。提取其前10阶模态固有频率与对应的振型，并对其进行分析，得到了较为准确、直观的结果，为此类产品日后改造生产提供重要参考。关键词ABAQUS；YZS14060铸造起重机；有限元；模态分析中图分类号TH215文献标志码A文章编号10074414201304002302THEMODALANALYSISOFCASTINGCRANEGIRDERBASEDONABAQUSGUOFENG，ZHAOXIULIN，DUQIANG，ZUODANDANNATIONALMACHINETOOLPRODUCTQUALITYSUPERVISIONINSPECTIONCENTERSHANDONG，TENGZHOUSHANDONG277500，CHINA；2YUGONGMACHINERYCO，LTD，TENGZHOUSHANDONG277500，CHINAABSTRACTTHEMODALANALYSISOFTHE140TONSOFCASTINGCRANEGIRDERSTRUCTUREISCAIEDBYTHELARGEFINITEELEMENTSOFTWAREABAQUSTHEVIBRATIONOFTHEGIRDERINCRANESWORKINGPROCESSISANALYZEDANDTHEFIRSTTENNATURALFREQUENCIESANDCOLRESPONDINGVIBRATIONMODESAREEXTRACTEDANDAREALSOANALYZED，THENTHEMOREACCURATEANDINTUITIVERESULTSAREGOT，WHICHPRORIDESAIMPORTANTREFERENCEFORTHEFURTHERTRANSFORMATIONOFSUCHPRODUCTSKEYWORDSYZS14060CASTINGCRANE；ABAQUS；FINITEELEMENT；THEMODALANALYSISL引言作为铸造行业的重要起重搬运设备，铸造起重机在铸造行业发挥着重要不可替代的作用。其频繁地启动、制动；重物的突然起升与卸载；复杂的生产环境都会产生其剧烈的振动。如果在工作过程中产生共振，致使起重机坍塌，装有钢水的坩埚坠落，其后果不堪设想。随着计算机技术的发展，有限元软件被广泛用于起重机设计中，获得较为准确、可靠地数据，为起重机的设计生产提供重要的数据依据。本文采用ABAQUSLL软件依照GB38112008_2对YZS14060起重机的主梁结构进行模态分析，建立其主梁金属结构动态模型_3J。提取其前10阶模态的固有频率及其相对应的振型。避免系统在工作中产生共振与有害振型。因此，对主梁进行模态分析关系到。2模态数学模型在对主梁的动力学分析中，物体的模态参数由固有频率与振型组成。这两个参数主要由物体的结构、质量和硬度决定。因此，可根据自由振动基本微分方程对其分析MXTCXTKXTFT1式中为质量矩阵；C为阻尼矩阵；K为刚度矩阵；X为位移向量；FT为作用力向量；T为时间。由于此结构阻尼较小，对固有频率与振型影响较小，故可忽略不计。因此当FT0时，方程变为MXTKXT02结构自由振动时，结构上的各个节点做简谐振动。各点的位移为XTASIN03T一。ASIN4式中4为自由振动时各节点的振幅向量。将式3，4代入式2中得MK05式5是关于广义特征值的N次方程，O9对应于每一阶固有频率。3主梁的基本结构YZS14060起重机主梁采用箱型结构，如图1、图2所示。其跨度为L22M。上、下盖板材料为16MN，厚度为16MM；左、右腹板材料为16MN，厚度为10MLTI；隔板材料为Q235B，厚度为10