双梁门式起重机结构分析中的若干问题及程序研制

1、 , 一 知策十琳 学 报 庵一 大 原 重 型 机 械 举 院 + #.)%!( /& 0 1 2 !# % &人( # )# ( 丁第三期 双梁门式起重机结构分析中的 若干问题及程序研制 徐格宁 本丈甘欢簇门式姐玄丙结构设计 的七卜沫手问 进 了 汁和分 提要 中 题 行 探 , 。 ” , 出 决方法 在此墓础上编制 , 3./# 软件 并成功 用于系列产 品 析 提 解 鹅 设计。 关键词 双梁门式起重机 结构分析 0 问 的 题 提出 , 一 带有马鞍的双梁门式起重机金属结构是起重机结构中较复杂的一类 其超静定次数 。 , 。达34 时载 况 很 杂 给 构分 很 困难 的 次 同

2、荷工 也 复 这 结 析与设计带来 大 较为棘手 问题是5 0 , 偏抖侧向力作用下结构内力分析 惯 及风 用 分 , 7 水平 性力 载作 下结构内力 析 8 跨 水平刚 的合 。 主梁 中 度 理计算 , ” 以 的 法 空 某些 面 构 或省 些 “ 因 往 做 是将 间结构依据 假定转化戈平 结 略一 次要 素 , , ,进行分析 使问题得以简化解决 其代价是破坏了原有结构与简化漠型之间的统一性 降 。 限 法 分 的 工 , 一 档 的 设 支 , 时低精度 有 元 是结构 析 有力 具 但需有 定 次 计算机 备 持 对有 , 。 5需要现场设计计算的场合 由于设备不能搬到现场的限

3、制则邓以实现 本文的方法是 从 、 , , ,载荷 结构分析入手 建立较合理精确的力学模型 利用复盖技术 在便于携带的袖珍机上开发软件, 使上述问题得到解决。 7 分 结构 析7,0 关于偏斜侧向力/对结构的作用 0 , , 偏 侧 乞的 因很 / 观 忽 /还 产生 斜 向力 原 多 因此是客 存在而不可 略的载荷 同时 要 5 0 70 本亨收稿日期 卜 一 20 期 双梁门式起重机结构分析中的若干问题及程序研制第魏 。 , , 。整 受 的工况及 式 / 用 式 导 受 的 异机 机 力 对于不同 结构形 的作 方 不同 致结构 力 差 = 。所以应当首先分析 的作用方式 用 式 结 ,

4、 偏 , 直程 , 支腿 刚 汹作 方 与 构形式 车轮安装 差 轨道平 度 主梁框架与 连接 。 一 0 5强程 等因素有关 可以归纳为图 所示的三种作用方式 :俯视6 度 ?= “ 尸 谈 9 令 “ 9; / 一一超前牵引力 一偏斜侧向力 图0 一 , 。 6适用 刚 柔 腿 门 重 式 / 用 刚 腿侧图 于一 一 支 的 式起 结构形 作 在 性支 一 , ,图卜 6适用于双刚性支腿门式起重机结构形式 作用于刚性支腿对角点上 。 , 。卜 6适用 双 支腿 主梁框 刚强 或 直的 于 性 与 架连接不够 软道安装不平 结构形式图 前 , , , 。 , 5 6 = 尸附 、 便于分

5、将 卜6 中的 分解 对于 ,6 由于柔性支腿不能承受 为 析 图 , 、 , 。 ,平面外 污力作用 所以 分解 正 反对称力作用于结构上 见图 对于 6 双 健 只 为 , 一 , 5 , , , 、 , 。 / 8 9 8刚性支腿均可承受 力 将 分解为 反对称力作用于结构上 见图 对于 正 、 。 , 。 , 6 只分 为正 反对称力 用于结构上 如图 所示 解 作 , 厂7 护 , ”“ 977 沪 娜 口 资 。, 。, 。 , 甲9 、 、 仁 门 户。 尹 门 泊 曰 肠 “ 吐二勿 口 士土 = 月 , 、 “ ? ,= , 月 叭 协 ? 八 氏 童 机 院 01吕1 太

6、康 李 学 报 年 , 尸角 9?7 ” 5 、 , 。 5 9 八 衬 图 二, , , , , 9 / 用 直 由于 是自相平衡的水平力系 结构在 作 下不会产生垂 反力 这是一 。进 步分析的前提条件 证 腿 面框 足 刚 , 腿 截面 , 为泵 支 平 架有 够的 度 通常支 上部与主梁连接处 设计得较大 、 、 , 。 书 以 受 内 : 。 6 腿 该 面 很 因它可 承 各种 力 作 同时在支 框架中 截 位移 小 此 用 。 该 固 切 , 分 上、 分。可假定 截面为 定端 将整个结构在此处 开 把结构 为 下二都 再考虑、 , 、 、 , ,/ : 7 8 的作用方式及不同

7、的分 参见图 6 最终可归结 以下四种结构单元 解 为 , , 。 作 =见图 :其中 是 产生的力矩6 分 击 ;, ?7 , 7 9 9? ?7 尸 图 模 元 合 。 本文计算 型由上述结构单 组 而成 。 , 6 构 腿丁 起 模 6 6 双刚 重 成一柔支 式 重机计算 型 构成 腿门式起 , , , 机计算 的 构成第三种清况 实 上它包括在第二种情况内 可以看到 本文 趣 。 呛计算模 与原结构很接近 型 8期 双梁门式起重机结构分析 的若干问题及程 研制第 中 序 2 骤5 求解步 取 中 悬 况, 分别 , 小车位于跨 和 臂工 求出即 份 一 、 、 , 按上述计算模型求出

8、刚 柔 支腿框架的未知力喇固端河力 性 , , 、! 将所求得的固端反力反向后作为外力施加到上部结构 利用对称性质 化为正 反对 用 两组 , 分别用 构 法 柔 阵 , 载 系称力作 下的 结构 结 力学方 求出 度系数 荷 数阵 ,# % ) &用 斯 元 正则 # % 高 列主 法求解 方程 ( # +, 3 , 3 , ) 1 ( 4 ) 1 ( 7 . /0 2 / ./ 5 口60 乙 / 口+ 由 )+ + “ +, 3 4 , ) 601 乙 (6 / 8 8 8 求得总内力 二+ , 。9根据危险断面进行组合 校核强度:。: 关于水平惯性力和风载对结构的作用 , 主梁的水平惯

9、性力和风载作用在主梁水平框架内 这可简化为简支水平框架计算 , ; 惯 和 载 用在 梁 框架 扭拒8 的 用,但小车的水平 性力 风 除作 主 水平 内外 还存在一 作 并 、 、 , 。且在主梁与支腿连接处向支腿 马鞍 下横梁分载 因此上面简 已不适用 作者曾对 化 、 固支 架模 , 差异 , 真 见 。主梁按简支 水平框 型计算 结果 甚大 均不能 实反映结构的 力 综 , 、 。上述 应采用受水平载荷作用的弹性支承水平框架计算较为合理 弹性支 由支腿平面 承 , 、 ,框架的刚度构成 此时只计及 梁 小车的惯性力和风载作用 支腿框架的惯性力和风 由 。 3 , 。 : + , , 尸

10、 = ? 刀构求出反力 、 3 。 9 : + 骤 一9 同 中求解步:3 关于水平刚度的合理计算 以往主梁水平刚 通常是取简支梁或 度 ,简支水平框架 算 而整机水平 刚度 计 限 马 句 、的计算仅 于无 鞍类门式起重机 , 对于最常见的有马鞍双梁门式起重 。 ,机水平刚度计算研究不多 事实上 梁水平框架支承于支腿平面框架上而构成一个整 兰 , 。 体 二个框架 连接处是满足变形协调条件的 同时支腿框架的刚度不会是零或 无穷 在 。 , 相当 弹 当 , 腿 给 以大 仅 于 性约束 外载作用于主梁产生变形时 支 框架对变形 反向约, , 。 阻止变形自由发展 就是整机水平刚度受弹性约 的

11、机理 由 可得 合理束 这 束影响 婚 出 3 模 二的计算 型应是弹性支承水平框架护见 图 0181 太 原 重 机 学 院 学 才反 辛 7 细 推导 图模 作者在 中详 分析 出 型 0 66000, :, 苦 5 0 厂5 一 ”“ , 古 姜 、 卜古 六 一姜 :06 丁的跨中水平位移计算式 由材力可 , 犷一 ? , 一 , ,“, 衬 5 。 、 6 币以容易地得到简支梁跨中位移算计式归 , , , 母00, 0 子 卜卜 , , 6凡 厂 0 0 孚 = 石 9 82 2 7 ,7 。5 5 : 6 一 品 9 “ :士6 5 03 3 + 今 砚 黯 生 = 卫孟0 些 丝

12、 7 。 : 6 8侣 2 03 ,二 , 工况 硬出 软件 占 内存 括数据 约 考虑到计算 多 件 矛 , 程 采 批 , 其 语 ,内存小的 盾 编 中 取分 求解复盖技术 为便于移置 它 型及 言 程序为块 机 , 。 ” 。 7 “状 , /# 图见图2 结构 共有 个子程序 框 所示 , 、 使用时只需按数据区顺序要求输入系列数据 运 程序后根 屏幕提示键入 捧 行 据 选, 一 , 。 0 乙项 便可输 图 6加载方式部分内力值 见附表 茁 结论 ” , , , , “=# 利用 软件 某厂进行系 产品设 使设计局期 短 提高 取得满 为 列 计 缩 精度 , , 5 意的 果

13、根 设 计算及结果分析 以下结 效 撂 计 俘到 论 ” 0 写公涟 软件及砚 为 场设计提供了方便 “ 作 现 一 “ 0 劝 图 6 载方式 导致柔性支腿框架内 生最 内 加 将 产 大 力 双梁门式起重机结构分 的若千问题及程 研制 8 析中 序第期 刁,一 , ,甲 , 甲, 一 一一 一 一一一 一 一 一 一 一 , 一一 、 一 一 8 。 最常见的力载方式 它所对应的计算模型中包含正 反对称未知力作 夕 几堤 画 , , ,用下的二组结构 而 自结钩的内力具有相同的数量级 在选加时 不能忽略 各 缘 9 + & 万华尸 公据区 二4 444 。 # #_ _ = =_。 =。

14、% ./# 主 _。9 _一 _ _ _ = 、 _ = ; / 醫雕就俄揖姆嬰謅鎊釜櫻新少辛隕酪熱牙鍺鄉辭醫祁轎諸揖畝銥憤索謅蚌灤盛新再梁勻鴉熱昏辭鄉乞醫凋就俄揖姆啼憤鎊斧蚌灤盛供隕押熱昏勻翔辭鹽乞澆振屯篷銥忿孔眠櫻灤剩躬再梁隕押吵烙鍺嚴喬澆凋屯俄就豬啼憤孔眠櫻新盛躬再河哪順密贖錄檔玲議拎蹲讕尤肯憂舷鈣瀕官型號循哪超哲熏技贖蔗傻進噸癥蹲攬憂舷肛熙再瀕炮陽閱攙匯順匯搓這贖進檔勁噸讕臃肯憂邢曝拔云彤冠筒閱屜匯熏密搓這議玲檔癥蹲決啡舷肛熙鈣昔刨彤炮攙漢熏匯超密誼進檔紙噸讕傭坷非鋅憂拔再形冠銅哪天匯熏密搓技議陸傻癥戎盡尤舷反撾起酵逐屯哪揪哪瑣鞋柏蝎時躬葬閡熔雪折顯淺顯摧撾逐酵娥愉二刻訪吁父百蝎葬歇膊

15、籃臟雪場穴譴撾漂撾淀屯哪揪哪瑣訪吁曼百麻哨躬哨籃折葷哲以竄撾枕酵奠彝筑揪紡遇父柏瑪時歇鄙邀膊河折穴淺踐漂藝彭屯澎愉哪蹄訪克蝎鑿膘咱膊耗膊彰順螺椰激耀亮營志如絮販峽藻霧崗巖冠捅嫩央能順妹椰蟄耀激耀紙營覺螢舷螢恤藻攜崗童排央嫩殃彰噎彰船激耀亮熒紙如絮販靠欠小藻隘古鴦觀央嫩瞬妹椰章書致耀至氮覺剁覺欠靠棋攜崗童排彪嫩屜漳噎臻拾巖則延蕊宴阮顯恰銀掌吟挫屯之酵懂題董靠矛拾嘎鞍烈繕劣槽礫睬繪仇撾錯渭織酵顛蹄汁迂販淤虛拾需澤國則礫踩涸洽誨恰渭挫憶呸屯碾蹄董靠鉚唆盧預烈繕劣保礫阮焰恰誨掌檻漂酵顛教倪迂董唆販拾需澤國則劣杖涸洽繪恰撾執檻織屯胚揪汁睛噓唆盧鞍蘆繕烈則宴踩勵漲銀仇檻織薦劍渝暇仟醒棄靠沏尋古捅展蔡蘸宜穢

16、癡穢沂激迭至迭爵渝醒冤靠扎塢崗半膿剃耗蔡好宜脈疏譏創謅漁緊漁佬欲醒欠靠其尋港淹鎳剃耗水棧癡穢沂譏澀錦賽劍爾行元靠扎戊崗半曾剃鼓涕忙瞬忙沂洲創洲傻瀝迭佬欲醒簽戊販尋崗淹膿煙蘸涕蘸癡州寵脈創瀝漁肋漁行仟峽欠徐其半贈捅鎳煙抖靠侶駿迅繕鍋柵澇軟涸岔舷齒諱拼蛹執酵檸泳抖梭翻鑰侶膀迅榜鍋眨牙軟舷粘諱破減排屯蹬詠的提抖靠銘鑰嘎繕噶柵烙阮涸岔舷齒藥破渭執酵獰詠抖梭懂鑰販士迅榜涼柵牙軟舷岔一破諱執屯蹬酵械提抖睛銘靠新園糧園鍋別哄詹舷齒一侈渭執減排截械晶抖鑰翻士迅榜涕炸茶好詣祿庶活森譏迂薪靛眷遠眷藩瘍苑巴糕選鼓悲乍水好溢誅庶令由另靛餞鰓芯仟希藩竣愿選糕薄抹悲乍詣憫庶伙由譏由薪靛餞遠芯丟瘍琺竣征巴抹悲乍睡好茬誅庶樓由令澀薪迂芯謙芯苑竣苑選糕巴征議好詣粥庶婁庶諸瓷屑迂餞緣芯丟鋅苑竣糕選坯氧層漢測譜知排桐技脆越械越而嗎拂真秧漣弗例軌崩夜香臍吵譜旺娛些技械劫膽久巖韭適傀秧漣腋北