基于ANSYS单梁起重机主梁构造受力分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于ANSYS单梁起重机主梁构造受力分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：本文通过对单梁葫芦桥式起重机主梁构造的受力分析，阐明主梁结构中各构件的力学作用，为检验类似起重机主梁的工作提供详尽的技术性支持。

关键词：起重机 主梁构造 有限元分析 检验

中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0075-02

单梁葫芦桥式起重机由于造价相对低廉，使用维护方便，故能广泛用于工厂、仓库、料场等不同场合吊运货物，起重机主梁一般为钢板与工字钢构成的组合梁，采用工字钢作为电动葫芦的运行轨道，电动葫芦沿工字钢下翼缘运行。在检验工作过程中，单梁葫芦桥式起重机由于不属于在起重机制造监督检验的起重机目录里，并未实施制造监检，所以导致个别厂家走政策的球，制造的单梁葫芦桥式起重机主梁截面与国标梁采用的主梁截面有所不同，简单的受力分析难以清楚地发现各构件之间的力学传递，这给检验工作带来困惑。在本文我们就国标单梁的构造技术性的力学分析来探讨截面受力情况，从而分析其他那些单梁起重机主梁的构造合理性以及我们在检验工作中必需注意的要点。

从图1可以看出，主梁在工字钢翼缘受载的情况下，主梁的隔板，工字钢，斜盖板会构成一个超静定结构，钢板的受力情况不易分析，所以本文基于ansys workbanch模拟仿真单梁葫芦桥式起重机主梁各个钢材构件的受力情况。

1 模型的制作

有限元分析Ansys中的模块 workbanch的建模模块DM是对零件的建模，对于装配体并未比其他流行的三维建模软件有优势，所以本文用solidworks建模装配体，然后通过ansys 软件与solidworks软件接口传递到Ansys workbench 中的geometry（DM）模块中实现对实体主梁的建模。

（1）工字钢截面的简化处理，把工字钢圆弧段简化为直线段处理，截面类似于H 型钢的类型。

（2）U型钢板与两块斜盖板组成一体，把斜盖板的两个折边简化掉，斜盖板与工字钢连接为直板连接，与U型钢板也直接连接。

（3）主梁两端面到端梁处的截面体变化忽略，以跨中的截面代替变化处的截面。

（4）主梁实际工艺当中的圆角导边等忽略，这在一定程度上会造成一些不影响主体结构微小的集中应力。

2 模型的导入及材料特性定义

网格划分时，工字钢与U型板合成体设为四面体网格单元，隔板设置为六面体网格单元，这样的设置使三种不同形状的钢材体之间的网格能平滑过度连接以及使其节点共享，方便于有限元的分析，然后在Mesh中实现网格划分。

3 施加载荷以及约束

为更直接分析起重量载荷对于钢材体的受力情况，其他的载荷及约束在本文不施加。以起重机起吊3 t重物的实际状况为例，在简化约束及假设的基础上，在工字钢两翼缘主梁跨中处位置各施加1.5吨重的垂直起重量载荷。为限制刚体移动，与所受载荷相对应，在主梁两个端面施加简支约束，由于其他如风载，偏斜侧向力等的简化，位移约束都在Y轴上受限为0，X轴Z轴方向自由。这样的受力和约束可以得到最为清晰板材关于起吊载荷直接的应力响应分析云图。

4 计算结果及分析

5 结语

Ansys workbanch对单梁起重机主梁进行仿真受立分析后，我们清晰地知道，单梁葫芦桥式起重机主梁力的传递在隔板而非斜盖板，受力的主要区域在梁的顶部和底部。这为起重机的检验工作提供了清晰的技术支持，隔板与工字钢的连接是一个重要联接点，与其相关的联接焊缝是一个重要位置，对于检验工作过程中遇到的单梁形式构造的起重机主梁，我们可以借助国标主梁的力学分析，举一反三，从根本上理解各个构件之间的力的传递，能清楚地知道和检验起重机的重要部位，提高检验工作的准确性。

参考文献

[1] 凌桂龙，丁金滨，温正.ANSYS Work banch 13.0从入门到精通[M].清华大学出版社，2012.

[2] 浦广益.ANSYS Workbanch 12基础教程与实例详解[M].中国水利水电出版社，2010.

[3] 罗迎社.材料力学[M].武汉理工大学出版社，2001.

[4] 李廉锟.结构力学[M].高等教育出版社，1996.

[5] 徐格宁.起重运输机金属结构设计[M].机械工业出版社，1995.

[6] 张质文，虞和谦，王金诺，等.起重机设计手册[M].中国铁道出版社1998.