龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、龍門起重機(jī)計(jì)算說(shuō)明書龍門起重機(jī)計(jì)算說(shuō)明書一龍門起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、有限元模型及模型信息。龍門起重機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、有限元模型及模型信息。該龍門起重機(jī)由萬(wàn)能桿、鋼管以及箱形梁組成。上部由萬(wàn)能桿拼成，所有萬(wàn)能桿由三種型號(hào)組成，分別為2N12N42N5所有最外圍的豎桿由2N1組成，其他豎桿由2N4組成，所有斜桿由2N5組成其他桿均為2N4；龍門起重機(jī)兩側(cè)下部得支撐架由鋼管組成，鋼管的型號(hào)為φ2196、φ835其中斜豎的鋼管為??φ219X6，其他鋼

2、管為φ83X5；龍門起重機(jī)上部和下支撐架之間由箱型梁連固接而成，下支撐架最下端和箱型梁相固連。所有箱型梁由厚為6mm的鋼板焊接而成。對(duì)龍門起重機(jī)進(jìn)行建模時(shí)，所選單元類型為L(zhǎng)ink8、Pipe16、Shell63三種單元類型。有限元單元模型見(jiàn)圖1。模型的基本信息見(jiàn)下：關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)988線數(shù)3544面數(shù)162體數(shù)0節(jié)點(diǎn)數(shù)1060單元數(shù)3526加約束的節(jié)點(diǎn)數(shù)48加約束的關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)0加約束的線數(shù)0加約束的面數(shù)12加載節(jié)點(diǎn)數(shù)18加載關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)18加載的單

3、元數(shù)0加載的線數(shù)0加載的面數(shù)0二結(jié)構(gòu)分析的建模方法和邊界條件說(shuō)明。結(jié)構(gòu)分析的建模方法和邊界條件說(shuō)明。應(yīng)力分析采用有限元的靜力學(xué)分析原理，其建模方法采用實(shí)體建模法，采用體、面、線、點(diǎn)構(gòu)造有限元實(shí)體。其中所有箱形梁用面素建模，其余用線素建模，然后在實(shí)體上劃分有限元網(wǎng)格，具體見(jiàn)單元圖。對(duì)于邊界條件和約束條件，是在支撐架下的箱型梁的底面兩端加X(jué)YZ三方向的約束以模擬龍門起重機(jī)的實(shí)際情況。載荷分布有4種情況：工作時(shí)的吊重、小車自重、風(fēng)載荷、考慮兩

4、度偏擺時(shí)的水平慣性力，具體見(jiàn)下。三載荷施加情況。載荷施加情況。（1）工作時(shí)的吊重工作時(shí)的吊重為40t此載荷分布在小車壓在軌道的4個(gè)位置，每個(gè)位置為10t。由于小車在軌道上移動(dòng)，故載荷的分布位置隨小車的移動(dòng)而改變，由于穩(wěn)定性應(yīng)力=400.70746–40=62.6Mpa《140Mpa，所以不會(huì)失穩(wěn)(2)小車在最左（或最右）位置時(shí)：萬(wàn)能桿應(yīng)力分布云圖如圖16示，最大應(yīng)力分布云圖如圖17示，鋼管應(yīng)力分布云圖如圖18示，大應(yīng)力分布云圖如圖19示

5、，板應(yīng)力分布云圖如圖20示，最大應(yīng)力分布云圖如圖21示XYZ三方向位移分布云圖如圖22，23，24示。表一（ＭＰａ）。名稱結(jié)構(gòu)整機(jī)主結(jié)構(gòu)箱形梁鋼管最大應(yīng)力140.804(拉)85.717(壓)29.94106.345表二（ｍｍ）名稱結(jié)構(gòu)X方向Y方向Z方向最大位移13.68832.36563.294由于該龍門架結(jié)構(gòu)主要桿結(jié)構(gòu)組成，所以要對(duì)局部受力較大的桿進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。對(duì)于型號(hào)為2N1的萬(wàn)能桿，其應(yīng)力分布見(jiàn)圖25示，從圖中可以看出最大壓應(yīng)

6、力為N=67.2082N1的萬(wàn)能桿的穩(wěn)定系數(shù)φmin=0.6936Nφmin=67.2080.6936=96.9Mpa170Mpa，所以不會(huì)失穩(wěn)。對(duì)于型號(hào)為2N4的萬(wàn)能桿，其應(yīng)力分布見(jiàn)圖26示，從圖中可以看出最大壓應(yīng)力為N=52.9972N4的萬(wàn)能桿的穩(wěn)定系數(shù)φmin=0.79Nφmin=52.9970.79=67.08Mpa170Mpa，所以不會(huì)失穩(wěn)。對(duì)于型號(hào)為2N5的萬(wàn)能桿，其應(yīng)力分布見(jiàn)圖27示，從圖中可以看出最大壓應(yīng)力為N=54.

7、6692N5的萬(wàn)能桿的穩(wěn)定系數(shù)φmin=0.439Nφmin=54.6690.439=124.53Mpa170Mpa，所以不會(huì)失穩(wěn)。對(duì)于φ2196的鋼管，其應(yīng)力分布見(jiàn)圖14示，最大壓應(yīng)力為N=104.804MPa從圖中可以看出彎曲應(yīng)力為106.345MPa，φ2196鋼管的穩(wěn)定系數(shù)φmin=0.856，穩(wěn)定性應(yīng)力=104.8040.856106.345104.804=124Mpa140MPa，所以不會(huì)失穩(wěn)。對(duì)于φ835的鋼管，其應(yīng)力分布