龍門起重機結構設計

1、龍門起重機計算說明書龍門起重機計算說明書一龍門起重機的結構形式、有限元模型及模型信息。龍門起重機的結構形式、有限元模型及模型信息。該龍門起重機由萬能桿、鋼管以及箱形梁組成。上部由萬能桿拼成，所有萬能桿由三種型號組成，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；龍門起重機兩側下部得支撐架由鋼管組成，鋼管的型號為φ2196、φ835其中斜豎的鋼管為??φ219X6，其他鋼

2、管為φ83X5；龍門起重機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。對龍門起重機進行建模時，所選單元類型為Link8、Pipe16、Shell63三種單元類型。有限元單元模型見圖1。模型的基本信息見下：關鍵點數988線數3544面數162體數0節(jié)點數1060單元數3526加約束的節(jié)點數48加約束的關鍵點數0加約束的線數0加約束的面數12加載節(jié)點數18加載關鍵點數18加載的單

3、元數0加載的線數0加載的面數0二結構分析的建模方法和邊界條件說明。結構分析的建模方法和邊界條件說明。應力分析采用有限元的靜力學分析原理，其建模方法采用實體建模法，采用體、面、線、點構造有限元實體。其中所有箱形梁用面素建模，其余用線素建模，然后在實體上劃分有限元網格，具體見單元圖。對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XYZ三方向的約束以模擬龍門起重機的實際情況。載荷分布有4種情況：工作時的吊重、小車自重、風載荷、考慮兩

4、度偏擺時的水平慣性力，具體見下。三載荷施加情況。載荷施加情況。（1）工作時的吊重工作時的吊重為40t此載荷分布在小車壓在軌道的4個位置，每個位置為10t。由于小車在軌道上移動，故載荷的分布位置隨小車的移動而改變，由于穩(wěn)定性應力=400.70746–40=62.6Mpa《140Mpa，所以不會失穩(wěn)(2)小車在最左（或最右）位置時：萬能桿應力分布云圖如圖16示，最大應力分布云圖如圖17示，鋼管應力分布云圖如圖18示，大應力分布云圖如圖19示

5、，板應力分布云圖如圖20示，最大應力分布云圖如圖21示XYZ三方向位移分布云圖如圖22，23，24示。表一（ＭＰａ）。名稱結構整機主結構箱形梁鋼管最大應力140.804(拉)85.717(壓)29.94106.345表二（ｍｍ）名稱結構X方向Y方向Z方向最大位移13.68832.36563.294由于該龍門架結構主要桿結構組成，所以要對局部受力較大的桿進行穩(wěn)定性計算。對于型號為2N1的萬能桿，其應力分布見圖25示，從圖中可以看出最大壓應

6、力為N=67.2082N1的萬能桿的穩(wěn)定系數φmin=0.6936Nφmin=67.2080.6936=96.9Mpa170Mpa，所以不會失穩(wěn)。對于型號為2N4的萬能桿，其應力分布見圖26示，從圖中可以看出最大壓應力為N=52.9972N4的萬能桿的穩(wěn)定系數φmin=0.79Nφmin=52.9970.79=67.08Mpa170Mpa，所以不會失穩(wěn)。對于型號為2N5的萬能桿，其應力分布見圖27示，從圖中可以看出最大壓應力為N=54.

7、6692N5的萬能桿的穩(wěn)定系數φmin=0.439Nφmin=54.6690.439=124.53Mpa170Mpa，所以不會失穩(wěn)。對于φ2196的鋼管，其應力分布見圖14示，最大壓應力為N=104.804MPa從圖中可以看出彎曲應力為106.345MPa，φ2196鋼管的穩(wěn)定系數φmin=0.856，穩(wěn)定性應力=104.8040.856106.345104.804=124Mpa140MPa，所以不會失穩(wěn)。對于φ835的鋼管，其應力分布