桥式起重机主梁有限元分析.docx

桥式起重机主梁结构有限元分析 组长：刘伟康 组员：*1、 桥式起重机介绍桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥。桥式起重机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。它是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。桥式起重机一般由桥架(又称大车)，提升机构、小车、大车移行机构，操纵室，小车导电装置(辅助滑线)，起重机总电源导电装置(主滑线)等部分组成。桥架是桥式起重机的基本构件，它由主梁、端梁、走台等部分组成。主梁跨架在跨间上空，有箱形、析架、腹板、圆管等结构形式。主梁两端连有端梁，在两主梁外侧安有走台，设有安全栏杆。在驾驶室一侧的走台上装有大车移行机构，在另一侧走台上装有往小车电气设备供电的装置，即辅助滑线。在主梁上方铺有导轨，供小车移动。整个桥式起重机在大车移动机构拖动下，沿车间长度方向的导轨上移动。 1.主梁 我们本次研究的是75t桥式起重机的主梁结构，主梁是起重机的主要承重结构，对于它的受力分析及工作状况的校核是很有必要的。（1） 桥式起重机主梁的CAD图纸我们使用的是solidworks进行的建模，下面是我们的模型图：模型剖视图：小车工况分析：从图纸中我们可以看出主钩的工作范围（即小车在梁上的运动范围），小车在梁上的各段进行工作是对梁造成的负载是不同的，因此在对梁施加载荷前，我们要对主梁的模型进行一些处理，使载荷能单独的加在主梁各段，较为精确的模拟主梁的受力情况；主梁模型的处理：我们使用Workbench对模型进行切片处理，把主梁分成7个部分，其中需要加载荷的部分为中间有：A、B、C、D、E五部分，其中这五部分的长度都与小车长度基本相等，以此来模拟小车在梁上不同位置工作时的工况。 划分网格：我们使用的是四面体来划分的网格，由于模型的总长为16500mm，为了计算方便和保证精确度，我们将网格尺寸设置为100mm；添加自重：添加约束：添加载荷： A（左1） B（左2） C（中） D（右1） E（右2）由于梁上的小车重24T，起重机主钩的额定起重量为75T，而我们只是对一根梁进行分析，只需承重一半的重量，因此我们加的载荷为500000N（50T）。求解：A（左1）变形量：剖视图：Mises等效应力：剖视图：A（左1）最大变形量为3.299mm，最大应力在小车轨道上，为141.65MPa，主梁的最大应力分布在94.435MPa附近；B（左2）变形量:剖视图：Mises等效应力：剖视图：B（左2）最大变形量为6.1498mm，小车轨道上的最大应力为161.28MPa，主梁的最大应力分布在107.52MPa附近；C（中）变形量：剖视图：Mises等效应力：剖视图：C（中）最大变形量为7.9824mm，小车轨道上的最大应力为213.5MPa，主梁的最大应力分布在142.33MPa附近；D（右1）变形量：剖视图：Mises等效应力：剖视图：D（右1）最大变形量为6.0257mm，小车轨道上的最大应力为153.89MPa，主梁的最大应力分布在102.59MPa附近；E（右2）变形量：剖视图： Mises等效应力： 剖视图：E（右2）最大变形量为3.1304mm，小车轨道上的最大应力为134.42MPa，主梁的最大应力分布在89.614MPa附近；结论分析小车轨道受力情况： （1） 根据起重机设计手册可知，当轨重小于43kg/m时，轨道的许用应力取230MPa，由应力云图可知，最大应力出现在车轮与轨道接触处，根据我们得出的数据最大应力出现在主梁中间的轨道上为213.5MPa，在轨道的许用应力范围内，因此是合格的；（2）主梁的最大变形量为7.9824mm，而主梁的上拱度为16.5mm，在其允许范围内，满足要求。主梁受力情况：根据起重机设计手册可得Q235钢的设计许用应力推荐值为140MPa，若排除因添加约束及轨道接触所形成的应力集中，主梁的受力情况基本满足强度需求。总结分析：（1）从图表可以看出，模型的受力情况基本满足强度要求，但我们在很多地方的处理都不是很合理；（2）比如在划分网格的时候我们选择的是四面体而不是六面体，若使用六面体划分网格的话，得到的应力云图会比现在做出的更加精确、合理；（3）在约束的地方也不是很合理，出现应力集中区域，使分析结果出现较大误差；（4）在建模方面还有待提高，使用实体建模在划分网格和计算求解时需要的时间很长，计算不同情况时尤其麻烦，如果使用板单元建立模型，计算起来应该会方便的多。分工说明：刘伟康：solidworks建模王硕： 模型处理及工况分析胡振玺：主梁左半段的有限元分析翟炳辅：主梁中段的有限元分析韩春阳：主梁右半段的有限元分析赵腾达：PPT、项目报告制作第一次