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起重機是一種不受地面活動干擾的機械式搬運設備，裝備于國民經濟發(fā)展過程中的各個部門，是實現(xiàn)物流搬運機械化的關鍵。起重機金屬結構是起重機的機械骨架，起著承受和傳遞起重機所負擔載重及其自重的作用，是起重機的主要組成部分。長期以來，起重機金屬結構多采用以古典力學和數(shù)學為基礎的半理論、半經驗的設計方法，設計過程反復多，周期長，精度差。隨著計算機技術和現(xiàn)代設計理論(如可靠性理論、優(yōu)化理論及有限元分析等)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了許多跨學科的現(xiàn)代設計方法。這些方法與起重機結合，使起重機金屬結構設計進入了新的高質量、高效率階段。
目前在起重機行業(yè)已廣泛運用有限元分析軟件(如ANSYS等) 對各類起重機進行結構分析，但國內大多數(shù)起重機設計人員還不能熟練運用這些軟件，加上ANSYS有限元實體建模和修改的復雜性及模型調試的耗時性，導致起重機設計過程緩慢，設計出來的產品缺乏競爭力。雖然現(xiàn)有起重機金屬結構有限元分析研究的文獻不少，但主要集中在整體金屬結構的靜態(tài)和動態(tài)分析上，很少有對箱形梁內部或外側加勁肋對箱形梁受力影響做詳細分析評價的研為此，本研究結合跨度的形門式起重機金屬結構，基于參數(shù)化地實現(xiàn)了起重機主梁的建模、分網、加載、加約束及有限元分析，探討了其有限元模型的正確性及其分析結果的收斂性，對內部不同加勁肋組合方式的起重機箱形梁進行詳細的結構靜力學分析，定量給出主梁橫向及縱加勁肋對主梁強度及剛度影響的大小，為今后起重機金屬結構的有限元分析計算提供可靠的技術指導。
起重機主體部分由鋼板焊接而成，鋼板屬于板殼結構，不僅會產生平面變形，還會產生空間彎曲扭轉的復雜變形，故在建模時對主體結構采用殼單元進行模擬單元具有彎曲和薄膜功能，允許面向和法向載荷。由于集中載荷直接施加到主梁的殼單元上會產生較大的應力集中，故在主梁上加設采用實體單元shell63的軌道簡化模型，并將集中載荷施加在軌道上，避免造成主梁的應力集中。
根據(jù)各結構間的尺寸關系，將所有結構尺寸用變量參數(shù)來表示，從而實現(xiàn)結構設計的參數(shù)化�？紤]到起重機金屬結構的復雜性，在建模時簡化了法蘭和螺栓，忽略了一些小圓角和凸臺等，確保在不影響精度的前提下對模型的局部細節(jié)進行適當?shù)暮喕�。應用語言，自底向上參數(shù)化地完成起重機金屬結構的有限元模型，如圖所示。網格劃分是有限元分析的重要步驟。網格的大小及數(shù)量直接影響有限元計算結果的精度和求解的速度。
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