QY20H型汽车起重机转台有限元计算与分析

窭圜TECHNICFORUMQY20H型汽车起重机转台有限元计算与分析FINITEELEMENTCALCULATIONANDANALYSISOFQY20HTYPECRANETRUCKTURNTABLE周良ZHOULIANG中国重汽集团泰安五岳专用汽车有限公司山东泰安271000摘要以QY20H汽车起重机转台为分析对象，以ANSYS为有限元分析平台，对其强度、刚度进行了有限元计算，掌握了转台最危险工况下的应力分布、变形情况，以达到优化结构、提升产品质量的目的。关键词汽车起重机转台有限元分析ABSTRACTBYANSYS，QY20HCRANETRUCKTURNTABLEISANALYZEDITSSTRENGTHANDSTIFFNESSWASCALCULATEDWORKINGCONDITIONOFDEFORMATIONANDSTRESSDISTRIBUTIONWASMASTEREDWHENTURNTABLEISINTHEMOSTDANGEROUSSITUATIONTHEGOALOFSTRUCTUREOPTIMIZATIONANDQUALITYIMPROVEWASACHIEVEDKEYWORDSCRANETRUCK；TUMTABLE；FINITEELEMENT；ANALYSIS中图分类号U469603文献标识码A文章编号100402262010080054021引言汽车起重机是一种短周期循环工作的机械，这一特点决定了其实际载荷复杂多变，在同一循环中虽然起升载荷不变但也有有载行程和空载行程的差别，所以本文采用理论计算和实际经验相结合的方法确定载荷。转台是起重机整体受力的主要部位，其结构形式直接决定了其起重性能。本文以QY20H型汽车起重机为例，通过有限元的建模分析优化转台结构。2转台结构有限元计算21转台物理模型转台受力主体是单板扣槽结构，中间用板相连，加强整体稳定性。在受力大的地方局部加强，在满足了使用要求的前提下做到结构优，重量轻。建立其有限元模型所遵循的原则如下A各板件厚度方向的位置以板厚中分面位置来确定B对于圆形板、圆弧板，采用正多边形进行网格剖分；C为保证焊接工艺而设计的板边缘对计算结果影响很小，在建立有限元模型时不予考虑；D为保证计算结果的精度，座圈处建立相应的刚性区域，其位置与座圈螺纹孔的分布相同，施加载荷计算车架或约束计算转台在刚性区域的中心结点上”。转台模型如图1所示，模型节点数为9228，单元数为9078。图1转台有限元模型第一作者周良，男，1981年生，助理工程师，现从事专用汽车底盘及上装的设计。22约束条件及载荷根据实际情况，在转台与回转支承连接各螺栓孔处做刚性区域，在刚性区域的中心加全约束。组合载荷通过施加集中载荷来实现。23计算工况转台的受力简图如图2N示，各铰点载荷按以下三个最不利工况计算。A工况1。额定起升工况，幅度3M，起重量20TB工况2。最大起重力矩工况，幅度5ILL，起重量L7TC工况3。主臂全伸最大幅度起升工况，幅度22M，起重量095T。图2转台受力简图该车辆尤其适合于集约化管理的煤炭发运站，料场长度大，场地崎岖。通过边走边卸，可提高通过性和卸料效率，能满足个性化的市场需求。参考文献1J郭洪江润士界，陈卫国侧翻式底板自卸货箱P_中国ZL2007L00163545，2010一OL2O2闰士界，郭洪江，陈向东等底板侧翻自卸货箱P1中国ZL2007200257603，200808133闰士界，王洪波，陈嵬一种新型车辆制动系统经济性冷却方案的设计与研究J商用汽车，200911L281294张养训I，刘元磊活动底板式自卸半挂车的结构设计J专用汽车，2009125657收稿日期20100602，为变幅油缸载荷，为臂架铰点载荷；，为副卷扬载荷，为主卷扬载荷；为配重载荷。载荷分布如表L所示。表1载荷分布KN24计算结果与分析转台材料选用HG60，屈服应力为450MPA，许用应力为317MPA，计算结果如图38所示。工况一的应力最大区域在变幅缸铰轴耳板处，应力值为240MPA，其他区域应力小于200MPA，故其应力均小于许用应力317MPA，变形引起的最大位移为64MM，位于尾部，满足设计要求。30338910I51516922L2368273O45图3工况一整体应力分布图UI日4Z7577124652I37356249876412图4工况一整体变形位移分布图工况二的应力最大区域在变幅缸下铰点和转台底板处，应力值为266MPA，其他区域应力小于230MPA，故其应力均小于许用应力317MPA变形引起的最大位移为117MM，位于尾部，满足设计要求。3“370N”蒜66720023J236637O0图5工况二转台整体应力分布图L3OL39O265049105117O6图6工况转台整体变形位移分布图工况三的应力最大区域在转台头部，应力值为124MPA，其他区域小于1O0MPA，故其应力均小于许用应力317MPA，变形引起的最大位移为47MM，位于尾部，满足设计要求。215966478710797915117I94362图7工况三转台整体应力分布囤0L043208631294I7252L524I5652608365L4694图8工况三转台整体变形位移分布圈TECHNICFORUM囤圜由此可见，三种工况下的最大应力均小于许用应力，满足设计要求，该设计方案可行。3结论转台是汽车起重机关键结构件总成之一，其结构设计的合理性直接影响整车的工作性能。通过有限元分析后发现，最大应力多集中在变幅缸下铰点、吊臂后铰点及转台底板等区域，故在转台施工设计中，应对上述区域采取局部加强的方式，既减轻了转台自重、有利于整车轻量化，又满足了汽车起重机各种工况对转台结构的强度和刚度要求。参考文献1王崧，董春敏，金云平有限元分析ANSYS理论与应用第二版M北京电子工业出版社，20052徐达，陆锦荣专用汽车工作装置原理与设计计算M】北京北京理工大学出版社1998收稿日期20100618节能与新能源汽车发展规划即将出台从国家有关部委获悉，节能与新能源汽车产业发展规划和一揽子扶持政策节能与新能源汽车发展规划2011年至2020年以下简称规划目前已经完成，正在向各相关部委征求意见，将于8月最终定稿并上报国务院审议，如审议通过，最快年内有望实施。据透露，规划详细列出了中国节能与新能源汽车的发展目标及一系列扶持政策，纯电动汽车将成为汽车产业转型的重要战略方向。规划一旦落实，中国新能源汽车关键零部件产业将率先迎未高速发展。新能源汽车将在传统汽车产业链基础上