opebet体育官网app

桅杆起重机结构强度仿真详细分析与应力测试(一)您的位置:opebet体育官网app > 行业资讯

桅杆起重机结构强度仿真详细分析与应力测试(一)

来源:OPEBET体育电竞起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2016-08-18 15:46:00

桅杆起重机是以桅杆为机身的动臂式起重机,常用于码头港口吊装大型设备,具有自重轻、材料省、结构简单、工作平稳、易拆卸移动等特点。单桅杆起重机是桅杆起重机常见的一种类型,该类型起重机没有专门的臂架,桅杆底端铰接或固

定于基座上,桅杆顶部用缆绳从一个或多个方向连接于地锚中,桅杆既具有支撑作用,又具有变幅作用。


因此,该类型起重机的桅杆强度对起重机的整体安全至关重要。以某企业一台600t门式单桅杆起重机为分析对象,通过仿真和现场测试2种方式对其强度进行分析,判断其结构强度是否满足设计要求,起重机安全监控系统为该起重机的安全性评价提供依据。


1起重机基本参数

该起重机主桅杆由主杆、横向连接桁架和上横梁组成,主桅杆通过下铰点与基座相连。主杆为桁架结构,由3种不同规格的无缝钢管组成,每根主杆由5节9m长的分段组成,分段之间通过法兰和螺栓连接。2根主杆之间的横向连接为桁架

结构,通过法兰和螺栓与主杆相连。上横梁为箱形结构,与主杆通过螺栓连接,如图1所示

图 1 600 t 桅杆起重机

该起重机的载荷曲线如图2所示,最小幅度为6.5m,最大幅度25m。幅度在6.5~19m之间,起重机额定载荷为6000kN,幅度为25m时,起重机额定载荷为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前处理模块中先建立点线面,然后进行网格划分得到单元,在模型建立过程中采用国际单位制。对主杆和连接杆选用beam188单元,该单元的设定基于铁木辛哥梁结构理论,适合于分析从细长到中等粗短的梁结构,在单元设置中考虑了剪切变形的影响,非常适合线性、大角度转动和并非线性大应变问题的模拟分析。根据主杆和横向连接桁架的钢管规格在单元设置中定义不同的截面,截面1为φ273mm×18mm,截面2为φ108mm×6mm,截面3为φ159mm×10mm,截面4为φ194mm×10mm,截面5为φ83mm×6mm,如图3所示。

图 3 顶部箱形梁几何图形

主杆的4根弦杆分5段靠螺栓连接,统一使用梁单元,5段连接处在有限元模型中采用刚性连接,网格划分后主杆和连接杆共808个beam188单元。起重机上横梁为箱形梁结构,实际的顶部结构中有丁字形横梁等复杂的内部结构,为了方便建立模型,而且箱形梁对于整个起重机桅杆结构来讲并不是主要分析部位。所以,对上横梁内部结构进行了简化,采用12mm厚的隔板代替箱形梁内部的复杂结构。


采用Shell63单元模拟上横梁结构,梁底部与桅杆连接的部位厚度为30mm,其他厚度为12mm,在模型中根据材质厚度的不同定义了12mm、25mm、30mm3种实常数。起升和变幅4个定滑轮在模型中采用Solid45实体单元进行模拟。根据结构的实际受力情况,实体单元Solid45与Shell


3单元之间的连接应属于铰接连接,在模型中可直接使用MURGE命令把节点合并,保证2种单元连接的节点处只传递力而不传递力矩。划分网格后模型共有2280个Shell63单元,1232个Solid45单元。网格划分后的上横梁如图4所示。

图 4 箱形梁整体网格划分及其连接

箱形梁与主杆之间的连接即壳单元与梁单元之间的连接,由于壳单元的6个自由度与梁单元的6个自由度意义不同,因此,必须采用措施来耦合2种单元的自由度,采用梁单元插入法,即使梁单元插入壳单元一个单元长度实现两者之间的连接。变幅拉绳采用Link10单元来模拟,该单元有不可压缩特性而且具有大变形和应力刚化效应,因此比较合适。根据设计资料设其初始应力为0.0001,单元实常数即截面积为56.5mm2共划分为24个单元。

主杆和横向连接桁架材质为16Mn,上横梁材料为Q235A,设置模型的弹性模量E=210000MPa,密度为7850kg/m3,泊松比为0.3,重力加速度g=9.8m/s2。


以上【桅杆起重机结构强度仿真详细分析与应力测试(一)】的内容由OPEBET体育电竞为您提供,本文网址:/news/368.html ,转载请注明出处!更多有关起重机安全监控管理系统,架桥机安全监控系统、塔机黑匣子等机械设备安全应用可以联系OPEBET体育电竞。热线:010-86380355或致电大客户专线:15810005582 张经理。

XML 地图 | Sitemap 地图