ansys对主梁的分析

桥机式由主梁和端梁焊接或螺栓连接在一起（见图1）.在结构设计中，全部采用国家标准。

参考部分起重机的同类产品的设计。

图1焊接在一起的主梁和端梁

桥式起重机设计参数起重量—10T 跨度—16.5m 工作级别—A5~A7 起升高度—10m 起升速度—7.71m/min 小车轮距—1400mm 小车规矩2000mm 对主梁进行理论计算，得出结构尺寸：

（1）大车轴距B0=(1/4~1/6)L=4.125m~2.75m

根据小车规矩和偏轨箱型梁宽度以及大车运行机构的设置，取B0=3m，梁长B=4.0m (2)主梁的尺寸：高度h=（1/14~1/17）L=178.57mm~970.59mm. 取腹板高度h0=900mm;翼缘板厚度0=10mm

主梁总高度H1=h=h0+20=900+20=920mm

(3)端梁尺寸：高度H21/2H1=1/2920=460mm,取H2=500mm (4)主梁和端梁采用焊接的连接方式，端梁为拼接式。 2.1 主梁的稳定性

（1）整体稳定性。主梁高度比h/b=920/400=2.3<3

(2)局部稳定性。 翼缘板b0/0=400/8=50<60,故不需要设置纵向加劲肋，不在验算，不需加强。 2.2 载荷计算 （1） 固定载荷。 主梁自重载荷为：Fq’=kpAg=1.278500.02319.81=2134.676N/m；主梁均布载荷：Fq=Fq’+Fg+FL=2134.676+381+981=3496.676N/m3497N/m.

(2)小车轮压。 根据主 副起升机构和运行机构的设计布置，主钩铅垂线中心通过小车的中心点，小车重心的位置e=200mm,L2=0mm,按照受载大的梁计算小车轮压起升载荷：PQ=(Mq+m0)g=100248.4,满载时小车轮压：

PjImxg0.38mQg0.38109.810337278N:满载时小车轮压为：

PjI0.75PQPGX(1/2e/k)L1/b0.75100248.437278(1/2200/2000)0/140035286.92NPj20.25PQPGX(1/2e/k)(1l2/b)0.25100248.437278(1/200/2000)(1940/1400)37204.08NN 则PPj1Pj272491(3)动力效应系数

11.1，210.7Vq10.715.5/601.181,41.10.058Vd/h1.10.58100/601.197

(4)惯性载荷 大车小车都是四轮，其中主动车轮各占一半，按车轮打滑条件确定大车小车

.93N；大车运行的惯性力一根主梁上的小车惯性力为：PxgP/147249/145177起制动惯性力（一根主梁为）PhP/145177.93N

(5)偏斜运行侧向力 一组大车运行机构质量（两组对称配置）为：

PGjmsg8039.81787N7,司机室及设备的质量（按合力计算）为PGsmjg20009.8119620N

3 SolidWorks 三维建模

SolidWorks是非常有效的三维建模设计软件，利用软件进行实体建模非常方便。根据部件的形状和尺寸，在SolidWorks软件的零件模型中利用拉伸旋转，扫描特征创建建立各个零件模型。主要零件部件结构件图2

图2 主要零部件机构

（桥机的梁都是焊接而成的，配合面的约束关系为重合）

4 ANSYS有限元分析

一个典型的ANSYS有限元分析过程包括：前处理，加载，求解和后处理几个步骤。 4.1前处理

前处理是有限元分析的关键步骤如下:一是将前面所建三维模型通过IGES 这个接口将桥式起重机的一根主梁导入ANSYS中，然后定义各个参数和材料特性，弹性模量2.06E+11，材料泊松比0.3，材料密度0.00785，进行布尔运算，把实体的各个部件胶合。打开Booleans下的Glue Volumes对话框，pickall。单元刚度矩阵的基础上确定结构的刚度矩阵，行程如下所示的整体有限元方程：

{F}=[K]{} (1) 式中{F}是载荷矩阵：[K]是整体结构刚度矩阵：{}是节点位移矩阵。 4.2加载

先对主梁进行约束， 所加载荷包括4个集中载荷，一个惯性载荷。其中铅垂方向有：2

.92N，关键点个轮压，一个司机室的质量（见图4），分别是在关键点22加Pj135286.08N,在水平方向有：1个小车的水平惯性力，1个主梁的水平惯性力，26加Pj237204在关键点23加PH5177.93N，主梁的惯性矩通过加速的方式加到主梁上去，换算加速度：aFHg/Fq24.799.81/34970.7N/s2

图4主梁加载和约束 4.3 求解

执行MainMenu/Solution/Slove/CurrentLS,自动求解

。

图5主梁最大变形和最大应力变化

参考文件

［1］徐克晋.金属结构［M］.北京：机械工业出版社，2009.［2］徐格宁.起重运输机金属结构设计［M］.山西：太原科技大学。

［3］郝文化.ANSYS7.0实例分析与应用［M］.太原：清华大学出版社，2004. ［4］大连起重机厂.起重机设计手册［M］.沈阳：辽宁人民出版社，1979. ［5］王殿臣，倪庆兴.起重运输机械图册：上册［M］.北京：机械工 业出版社，

1991.［6］李启炎，李光耀.SolidWorks2003三维设计教程［M］.北京： 机械工业出版社2012