<form id="97dnh"></form>
<form id="97dnh"></form>

<menuitem id="97dnh"></menuitem>

<ruby id="97dnh"><p id="97dnh"></p></ruby>
<mark id="97dnh"><cite id="97dnh"></cite></mark>

<address id="97dnh"></address>
<ruby id="97dnh"><nobr id="97dnh"><meter id="97dnh"></meter></nobr></ruby>
<dfn id="97dnh"></dfn>

<p id="97dnh"><progress id="97dnh"><thead id="97dnh"></thead></progress></p>

桅桿起重機結構強度仿真詳細分析與應力測試(一)您的位置:首頁 > 行業知識

桅桿起重機結構強度仿真詳細分析與應力測試(一)

來源:愷德爾起重機安全監控管理系統專家 發表日期: 2016-08-18 15:46:00

桅桿起重機是以桅桿為機身的動臂式起重機,常用于碼頭港口吊裝大型設備,具有自重輕、材料省、結構簡單、工作平穩、易拆卸移動等特點。單桅桿起重機是桅桿起重機常見的一種類型,該類型起重機沒有專門的臂架,桅桿底端鉸接或固

定于基座上,桅桿頂部用纜繩從一個或多個方向連接于地錨中,桅桿既具有支撐作用,又具有變幅作用。


因此,該類型起重機的桅桿強度對起重機的整體安全至關重要。以某公司一臺600t門式單桅桿起重機為分析對象,通過仿真和現場測試2種方式對其強度進行分析,判斷其結構強度是否滿足設計要求,起重機安全監控系統為該起重機的安全性評價提供依據。


1起重機基本參數

該起重機主桅桿由主桿、橫向連接桁架和上橫梁組成,主桅桿通過下鉸點與基座相連。主桿為桁架結構,由3種不同規格的無縫鋼管組成,每根主桿由5節9m長的分段組成,分段之間通過法蘭和螺栓連接。2根主桿之間的橫向連接為桁架

結構,通過法蘭和螺栓與主桿相連。上橫梁為箱形結構,與主桿通過螺栓連接,如圖1所示

圖 1 600 t 桅桿起重機

該起重機的載荷曲線如圖2所示,最小幅度為6.5m,最大幅度25m。幅度在6.5~19m之間,起重機額定載荷為6000kN,幅度為25m時,起重機額定載荷為300t。


2有限元仿真分析

2.1有限元模型建立建模采用自下而上的方法,即在Ansys前處理模塊中先建立點線面,然后進行網格劃分得到單元,在模型建立過程中采用國際單位制。對主桿和連接桿選用beam188單元,該單元的設定基于鐵木辛哥梁結構理論,適合于分析從細長到中等粗短的梁結構,在單元設置中考慮了剪切變形的影響,非常適合線性、大角度轉動和并非線性大應變問題的模擬分析。根據主桿和橫向連接桁架的鋼管規格在單元設置中定義不同的截面,截面1為φ273mm×18mm,截面2為φ108mm×6mm,截面3為φ159mm×10mm,截面4為φ194mm×10mm,截面5為φ83mm×6mm,如圖3所示。

圖 3 頂部箱形梁幾何圖形

主桿的4根弦桿分5段靠螺栓連接,統一使用梁單元,5段連接處在有限元模型中采用剛性連接,網格劃分后主桿和連接桿共808個beam188單元。起重機上橫梁為箱形梁結構,實際的頂部結構中有丁字形橫梁等復雜的內部結構,為了方便建立模型,而且箱形梁對于整個起重機桅桿結構來講并不是主要分析部位。所以,對上橫梁內部結構進行了簡化,采用12mm厚的隔板代替箱形梁內部的復雜結構。


采用Shell63單元模擬上橫梁結構,梁底部與桅桿連接的部位厚度為30mm,其他厚度為12mm,在模型中根據材質厚度的不同定義了12mm、25mm、30mm3種實常數。起升和變幅4個定滑輪在模型中采用Solid45實體單元進行模擬。根據結構的實際受力情況,實體單元Solid45與Shell


3單元之間的連接應屬于鉸接連接,在模型中可直接使用MURGE命令把節點合并,保證2種單元連接的節點處只傳遞力而不傳遞力矩。劃分網格后模型共有2280個Shell63單元,1232個Solid45單元。網格劃分后的上橫梁如圖4所示。

圖 4 箱形梁整體網格劃分及其連接

箱形梁與主桿之間的連接即殼單元與梁單元之間的連接,由于殼單元的6個自由度與梁單元的6個自由度意義不同,因此,必須采用措施來耦合2種單元的自由度,采用梁單元插入法,即使梁單元插入殼單元一個單元長度實現兩者之間的連接。變幅拉繩采用Link10單元來模擬,該單元有不可壓縮特性而且具有大變形和應力剛化效應,因此比較合適。根據設計資料設其初始應力為0.0001,單元實常數即截面積為56.5mm2共劃分為24個單元。

主桿和橫向連接桁架材質為16Mn,上橫梁材料為Q235A,設置模型的彈性模量E=210000MPa,密度為7850kg/m3,泊松比為0.3,重力加速度g=9.8m/s2。



大发11选5