QLY50H轮胎起重机桁架吊臂有限元分析.pdf

学兔免ww.xtnt.com
制造业信化
伉育/建態/CAD/CAM/CAE/ CAPP MANUFACTURING MFORMATZATIO
QIY50H轮胎起重机桁架吊臂有限元分析
张永军,陈野,李传龙,郭丽
(哈尔滨理工大学机械动力工程学院,哈尔滨150080
摘要:在分析QLY50H混合动力全液压轮胎起重机工作原理的基础上,利用大型有限元分析软件 ANSYS对QLY50H
混合动力全液压轮胎起重机桁架吊臂进行三维实体建模和有限元分析,验证了桁架吊臂设计的合理性,确保所设计的
桁架吊臂能够达到使用要求,为优化设计整机的结构提供了理论依据。
关键词: ANSYS;桁架吊臂;有限元分析
中图分类号:TH122
文献标识码:A
文章编号:1002-2333(2013)01-0011-03
Finite Element Analysis of QLY50H Tyre Port Crane Lattice Boom
ZHANG Yong-jun, CHEN Ye, II Chuan-long, GUO I
Schow of Mechanieal and Power Engineering Harbin University of Science and Technology. Harbin 150080. China)
Abstract: The working principle of Q1. Y50H tire crane is analyzed. Three-dimensional solid model of QL.Y50H fully
hydraulic lattice-boom cranes is built and analyzed based on finite element software ANSYS. It is verified that the truss
boom design can ensure operalion requirement
Key words: ANSYS; lattice boom; FEA
1引言
构,再考虑吊耳、腹板和其他板结构,故吊臂采用板梁的混
目前根据国家对基础建设的大力投人,港口起重机合结构型。吊増结构模型选用BEAM4单元(梁)和SHEL63
行业有着不可估量的前景,但同样也面临巨大的成本考(板)两种单元类型,变幅钢丝绳选用IINK8单元类型,人
验。吊臂是轮胎起重机的重要组成部分,它承受着轮胎起字架选用BEAM4单元类型2
重机的各种外载荷。随着起重量的不断增大,起重机吊臂
(2)材料属性的定义
的重量也不断增加,因此必须使吊臂具有足影的强度,以
材料属性是指材料的杨氏模量泊松比、密度等它与
保证吊臂能够正常工作。传统意义上的起重机吊臂设计几何模型无关。点击鼠标选择主菜单 Preprocessor Material
只局限于手工计算,而且一般都是经验公式,计算量大且 Propsl Material Models命令,弹出 Define Material Model
无法保证计算的精度。近年来,随着起重机的不断发展, Behavior(定义材料属性)对话框,在对话框中选择相应的
起重机吊臂设计所使用的计算理论和方法也取得了很大命令确定材料属性リ。参数选择:杨氏模量为2.1x10MPa
的进步和提高,目前国内外广泛使用有限元法等新方法泊松比为0.3;密度为7.8x10kgm
进行吊臂的设计计算,大大缩短了设计周期,提高了设计
(3)构建有限元模型
精度。有限元分析是对实际结构的一种数值模拟,对结构
进人求解器( Solution,/SOLU)前必须建立正确的有
进行模型化,从而进行强度分析。
限元模型,这一步在整个前处理过程中是最关键的。建立
2选择一种工况对桁架吊臂的 ANSYS有限元仿真分析模型过程在前处理器( Preprocessor,/PERP7)中完成。有
ANSYS:软件是复杂的知识密集型高科技商业软件,限元建模分为直接法建模和问接法建模两种。直接法建
功能极其强大,内容涌盖结构、热、流体、电磁、声学爆破模是直接按照结构的外形生成节点( Node)和单元
等各个方面,具有强大的有限元分析能力和直观友好的( Element)。结构力学、
交互界面,为各领域的工程设计、科学研究作出了杰出贡材料力学对应的问题
吊头部
献。传统设计无法准确计算出零部件的强度,为了达到足(杆系结构)一般可用
臂顶节
够的强度往往采用较大的安全系数,最终导致机构笨重、直接法建模。间接法建
庞大;如果安全系数过小又保证不了安全,甚至导致破坏模适用于节点、元素数
中间插入臀节
事故,从而影响整个机器的性能
目较多的复杂结构,例
如弹塑性力学对应的。
钢丝编
2./建立桁架吊臂有限元模型
建立有限元模型,是有限元分析的基础和前提。
实体问題等。本文采用
(1)单元类型的选择
直接法,吊臂主弦杆尺
人字架
臂根部
ANSYS单元库里面有100多种单元类型,其中多数す为空心圆管b83
单元可以用于结构分析。结构本身的形状及其受力状态7mm,其它斜腹杆和直
决定分析时单元类型的选择。因为吊臂主体为桁架式结腹杆尺寸为空心圆管
图1桁架吊臂模型
机械工程师2013年第1期11