ANSYS在塔机结构设计中的应用.pdf

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1、第27卷第3期机电产品开崖与新Vo1．27．NO．32014年5月Development＆InnovationofMachinery&ElectricalProductsMay．．2014文章编号：1002—6673(2014)03-096-03ANSYS在塔机结构设计中的应用吴俊峰(华电郑州机械设计研究院有限公司，河南郑州450015)摘要：传统设计方法下塔式起重机试制样机成本高、设计效率低，用ANSYS软件对QTZ40型塔式起重机进行建模与有限元分析，对金属结构的连接、约束、载荷进行有效处理，通过对塔机结构的强度和刚度校核，验证了塔机设计方案的合理性

2、，也证实了有限元分析法的可行性，为塔机产品的优化设计提供理论依据。关键词：塔机：ANSYS；有限元中图分类号：TP391．9文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2014．03．038TheApplicationofANSYSintheStructureDesignofTowerCraneWUJun—Feng(HuadianZhengzhouMachineryDesignResearchInstituteCo．，Ltd．，ZhengzhouHenan450015，China)Abstract：Traditionaldes

3、ignmethodsoftowercranemanufactureprototypecostishigh，thedesignefficiencyislow，Establishmodelandfi—niteelementanalysiswithANSYS，dealwiththeconnection、constraints、loadofmetalstructureefectively，throughtowercranestructurestrengthandrigiditycheck，tovalidatetherationalityofthedesignof

4、towercrane，alsoconfirmedthefeasibilityoffiniteelementanalysismethod，astoprovidetheoreticalbasisforoptimumdesignoftowercraneproducts．Keywords：towercrane；ANSYS；finiteelement生物医学、教学科研等众多领域。在工程设计和分析中O引言受到越来越广泛的重视．其计算结果不仅详尽，而且更塔式起重机(以下简称塔机)是一种重要的施工机具可靠性。采用有限元分析的方法进行机械产品的设计械，由于具有工作效率高、

5、使用范围广、回转半径大、计算将会极大地提高设计效率、保证其设计质量，尽早起升高度高、操作方便以及安装与拆卸简便等优点，已发现设计缺陷，从而有效地缩短研发周期，降低生产成成为工程建设中的主要机种之一。传统的设计方法普遍本，使产品的结构和性能更加合理。是依据材料力学中的许用应力校核原理得出的．真正分1塔机结构建模析的对象仅仅是结构的截面形状和面积等参数。由于受工作量限制．该方法只能验算几个在理论上认为是危险塔机在工作过程中绝大部分的载荷来自自重和吊重的截面，计算的精度一开始就受到限制，不仅工作量很的作用，还包括冲击载荷、风载荷等，但是无论这些外大并且具有一定

6、的盲目性。已不能适应由激烈市场竞争界载荷作用点在塔机的什么部位，最终都要传递给塔机造成的最短周期产品设计的要求。钢结构．因此塔机的结构性能很大程度上决定了整机质ANSYS是一种运用广泛的通用有限元分析软件．它量的好坏。本文用ANSYS软件对QTZ40塔机的结构进是集结构、热、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一行静态强度和刚度分析，计算出塔机结构的应力和变体的大型通用有限元分析软件。涵盖了机械、航空航形。模型建立的依据为塔机结构设计的原始尺寸，金属天、能源、交通运输、土木建筑、水利、电子、地矿、结构采用普通碳素结构钢Q235，该材料的弹性模量E=210GP

7、a，泊松比=0．3，屈服极限盯=235MPa，密度p：修稿日期：2014—03—037800kg／m。由于塔机的实际结构主要是由桁架焊接成作者简介：吴俊峰(1982一)，男，河南郑州人，工程师的，且几何模型很复杂，结合其实际受力特点，有限元工学硕士。从事水电站起重设备方面的设计研发工作。·制造业信息化·模型的单元类型选择弹上．风载以面压力的性三维梁单元BEAM4。形式加在臂架架体迎它是一种可用于承受着风向的受力面上．拉、压、弯、扭的单轴根据理论计算分析．受力单元。在建模过程在塔机工作时，风侧中，为了保证结构模型向吹时最为不利．因的有效完整和实际的可此这里

8、仅考虑侧向风操作性．做了以下两点载荷。本文中计算值图2工况图1塔机结构有限元模型