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10tx22.5 m雙梁橋式起重機(jī)由主梁、端梁、裝有提升機(jī)構(gòu)的小車(chē)、大車(chē)行走機(jī)構(gòu)、操縱室等部分組成。
有限元分析中定義起重機(jī)材料為Q235，材料彈性模量E=2.06xe11 Pa泊松比0.25，密度p=7800 kg/m；
起重機(jī)的大部分載荷都是由起重機(jī)的主梁承擔(dān)，主梁是由上、下蓋板和2塊腹板組成的封閉箱形結(jié)構(gòu)。
起重機(jī)的大部分載荷都是由起重機(jī)的主梁承擔(dān)，主梁是由上、下蓋板和2塊腹板組成的封閉箱形結(jié)構(gòu)。這種主梁自重大、易小撓、焊縫易開(kāi)裂、壽命低，所以對(duì)起重機(jī)主梁進(jìn)行有限元分析的重點(diǎn)是主梁強(qiáng)度和剛度的校核。
主梁與鋼軌、端梁剛性連接，小車(chē)行走機(jī)構(gòu)的起吊載荷與小車(chē)自重表現(xiàn)為小車(chē)的輪壓作用在鋼軌上，輪距為1.4 m，可以用間距為1.4 m的集中載荷代替小車(chē)及起吊載荷。因此，可以只對(duì)主梁的金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，大大簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，提高分析效率，更加方便和快速。
由于橋梁采用箱梁式結(jié)構(gòu)，板材的寬厚比>10，符合有限元?dú)んw單元的使用條件。軌道是實(shí)體模型，使用實(shí)體單元對(duì)軌道規(guī)模進(jìn)行網(wǎng)格劃分。本文使用She1163和Solid185單元分別對(duì)建好的主梁和軌道模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
小車(chē)行走機(jī)構(gòu)在從導(dǎo)軌一端的極限位置運(yùn)動(dòng)到另一端的極限位置這一過(guò)程中，小車(chē)的位移是隨時(shí)間變化的。本文分析滿(mǎn)載小車(chē)行走過(guò)程中小車(chē)輪壓及主梁自重對(duì)起重機(jī)主梁強(qiáng)度和剛度的影響。
滿(mǎn)載起重重量和小車(chē)的自身重量可以用小車(chē)輪子對(duì)鋼軌的輪壓來(lái)表示。起重小車(chē)在主梁鋼軌上運(yùn)行時(shí)，由于起升機(jī)構(gòu)在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生垂直慣性力，所以為了計(jì)算精確要考慮動(dòng)力系數(shù)，這里取1.25。
ANSYS規(guī)定三維四邊體殼體單元具有UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ 6個(gè)自由度。起重機(jī)主梁與端梁剛性連接，根據(jù)起重機(jī)的實(shí)際情況，在端梁的端而，施加約束：在A點(diǎn)施加UX,UY,UZ方向的位移約束，B點(diǎn)施加UY,UX方向的位移約束，在C點(diǎn)施加UZ,UY位移約束和在D點(diǎn)施加UY的位移約束。
主梁、端梁及鋼軌的自重可以由初始條件加垂直向上的9.8 m/s2的非零初始加速度來(lái)表示。小車(chē)的輪壓載荷的位置與運(yùn)動(dòng)時(shí)間有關(guān)，施加小車(chē)輪壓載荷后，對(duì)模型進(jìn)行求解計(jì)算，并且輸出每一步結(jié)果，小車(chē)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)計(jì)算過(guò)程共198步。
有限元計(jì)算結(jié)果(略)表明，當(dāng)滿(mǎn)載小車(chē)位于主梁的跨中位置時(shí)，排除約束條件產(chǎn)生的局部應(yīng)力集中影響.主梁的跨中截面的應(yīng)力達(dá)到最大值。
因?yàn)橹髁旱淖畲蟮刃?yīng)力和最大撓度分別小于其許用值，所以主梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)要求，并且有很大的安全空間。根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果可知，小車(chē)在主梁上運(yùn)行，主梁的跨中截面為危險(xiǎn)截面，在檢修時(shí)要特別注意主梁跨中位置的上、下蓋板和腹板的強(qiáng)度和剛度保證。
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