5t-22.5m双梁桥式起重机的有限元分析

胡勇

（云南省印刷物资公司,云南 昆明 650032）

5t-22.5m双梁桥式起重机是横架在车间、仓库以及料场相关结构之中，对物体开展吊装工作，是现阶段使用范围较为广泛的起重设备。由于特殊的受力结构，它的力学特性与传统吊装设备有所不同。如果采取传统的力学分析方法，很难对5t-22.5m双梁桥式起重机中各截面的应力大小与方向进行评估，同时繁琐的计算与分析模式难以真正做到受力分析的准确性。为了确保其始终处于良好的运行状态，实现受力数据的高效分析，文章以ANSYS软件为起点，在全面分析5t-22.5m双梁桥式起重机整体布局与技术参数的基础上，以科学性与实用性的原则作为分析框架，对5t-22.5m双梁桥式起重机各环节进行全面分析。

1 5t-22.5m双梁桥式起重机布局与技术参数分析

5t-22.5m双梁桥式起重机整体布局与技术参数的明确，在一定程度上为工作人员明确力学结构与布局，逐步明晰有限元分析的重点与难点，为开展有限元分析工作提供了必要的引导。

5t-22.5m双梁桥式起重机由主梁、端梁、小车、走台栏等几大部分组成，这种结构在很大程度上满足了目前起重吊装工作的基本要求，降低了大宗货物的运输难度。同时由于5t-22.5m双梁桥式起重机结构相对简单，便于进行现场安装，具有较强的实用性。5t-22.5m双梁桥式起重机在运行前，为了确保运行的流畅性，需要技术人员对载荷进行计算，通常情况下，可以将载荷划分为3类：常规载荷、偶然载荷、特殊载荷，具体来看5t-22.5m双梁桥式起重机的常规载荷主要是重力、驱动与制动设备以及结构位移变形引发的载荷，偶然载荷则主要是由于5t-22.5m双梁桥式起重机在风、雪以及温度变化情况下导致的设备运行偏斜，这种载荷一般在强度计算过程中，才进行考虑。特殊载荷是在非运行状态下出现的风载荷以及碰撞载荷等。通过对5t-22.5m双梁桥式起重机主要结构以及载荷类别的分析，为有限元分析工作的开展创造了极为便利的条件，分析人员可以从整体结构以及载荷层面出发，构建起有限元分析模型，全面分析梳理5t-22.5m双梁桥式起重机的整个载荷。

2 5t-22.5m双梁桥式起重机有限元分析所遵循的原则

（1）有限元分析在5t-22.5m双梁桥式起重机中的应用必须要遵循科学性的原则。只有从科学的角度出发，对5t-22.5m双梁桥式起重机的相关内容、有限元分析的定位以及具体职能，进行细致而全面的考量，才能够最大限度地保证有限元分析来满足5t-22.5m双梁桥式起重机的客观要求，才能够以现有的技术条件与操作方式为基础，确保有限元分析在5t-22.5m双梁桥式起重机中实现科学高效。

（2）有限元分析在5t-22.5m双梁桥式起重机中的应用，必须要遵循实用性的原则。由于5t-22.5m双梁桥式起重机涉及领域较多，工作类型内容多样，信息数据繁多，为了适应这一现实状况，确保有限元分析在5t-22.5m双梁桥式起重机操作中的有效应用，就要尽可能的增加有限元分析维护应用方案的兼容性，减少复杂冗余环节对5t-22.5m双梁桥式起重机中有限元分析维护活动的不利影响。因此有限元分析以及相关技术应用流程必须进行简化处理，降低操作的难度，提升有限元分析应用方案的实用性能，使得在较短时间内，进行有效化操作，保证5t-22.5m双梁桥式起重机的顺利开展，提升现阶段5t-22.5m双梁桥式起重机的质量与水平。

3 5t-22.5m双梁桥式起重机有限元分析模型的构建

有限元分析模式在5t-22.5m双梁桥式起重机构建，需要分析人员在厘清其整体结构与载荷的情况下，以科学性与实用性的原则为引导，从多个维度出发，逐步形成一个全面、完整的有限元分析模型，为开展后续的优化工作创造条件。

（1）有限元分析建模。在有限元建模的过程中，需要使用三维模型，通过三维建模这种操作，能够对影响负载评估结果的倒角与倒圆角等因素进行清除，最大程度地保证了计算与分析结果的有效性。主梁翼缘板以及腹板中加强筋结构的主要作用在于提升5t-22.5m双梁桥式起重机整体结构的稳定性，并且加强筋对于主梁的静态刚度以及静态强度的影响较小，基于这种实际情况，在有限元分析模型构建的过程中，可以对加强筋进行选择性忽略，以此提升5t-22.5m双梁桥式起重机建模工作的便捷性。从实际情况来看，5t-22.5m双梁桥式起重机主梁上的小车轨道对静态刚度以及静态强度的影响较大，在构建有限元分析模式的过程中，工作人员要在科学性原则的指导下，对小车轨道以及小车进行客观分析，确保整个分析过程中的完全性。同时构建有限元分析模式的过程中，要取消端梁上驱动结构中不影响主梁以及端梁强度的分析活动，借助于端梁结构单元中的beam4组成载荷伞模拟驱动轮销轴，使得有限元分析活动贴合5t-22.5m双梁桥式起重机运行工作的实际要求，为后续起重机调整工作的开展创造便利条件。

（2）有限元建模操作。5t-22.5m双梁桥式起重机有限元建模操作，需要使用SoildWorks软件建立起双梁桥式起重机三维实体模型，三维实体模型构建完成之后，将三维模型以x_t的格式进行保存，将保存好的文件导入到Workbeanch之中，进行网格化切分处理，实现了对5t-22.5m双梁桥式起重机三维模型的细化处理，最后，将有限元模型导入到ANSYS之中，并在分析过程中，将边界条件进行设置与计算，推动有限元分析工作的有序开展。由于5t-22.5m双梁桥式起重机在结构上具有一定的对称性，使其载荷分布也呈现出一定的对称性特征，基于这种实际情况，为了提高5t-22.5m双梁桥式起重机有限元分析工作的效率，工作人员需要在实用性原则的指导下，对整个5t-22.5m双梁桥式起重机有限元体系中静态强度以及静态刚度去计算，采取一半对称分析结构，通过这种方式，大大避免了冗余环节对于有限元分析工作的影响，提升了有限元分析工作的效能，避免了分析周期过长给5t-22.5m双梁桥式起重机运行带来的不利影响。

（3）5t-22.5m双梁桥式起重机有限元单元类型的设置。为了确保5t-22.5m双梁桥式起重机有限元单元类型设置，采用Solidl86以及Solidl87作为框架进行单元模型的搭建，在此过程中，技术人员可以选用六面体作为主导来进行网格化处理，通过这种方式，实现对三维模型中边界条件的确定，例如在端梁中间位置添加symmetry B.C结构，对整个结构进行客观分析。使其充分满足实际的分析要求。此外，为了便于进行计算与分析，还需要工作人员开展静力学分析工作，在力学分析的过程中，技术人员要在厘清5t-22.5m双梁桥式起重机的整体结构与受力特性的基础上，对整个框架进行全面梳理，使得工作人员对于5t-22.5m双梁桥式起重机的受力情况有一个较为直观、完整的认知，为后续优化工作的开展创造了极为便利的条件。

5t-22.5m双梁桥式起重机工作负担较大，在运行过程中承受较大的载荷。为了有效控制载荷，避免载荷过大对整个起重机结构的破坏，工作人员可以根据有限元分析的数据，对起重机整个运行状态框架进行调节，使得5t-22.5m双梁桥式起重机始终处于良性的运作状态，在提升相关结构强度以及抗应力能力的同时，最大程度地提升了5t-22.5m双梁桥式起重机的运行效能，满足经济发展过程中，对于运输吊装工作的基本要求。

总之，5t-22.5m双梁桥式起重机有限元分析的开展是一个系统化工作，为了确保有限元分析工作的有序进行，文章在全面分析5t-22.5m双梁桥式起重机整体结构与受力载荷的情况下，从科学性原则与实用性原则出发，对有限元分析模型的构建活动进行明确，实现了对5t-22.5m双梁桥式起重机受力结构的优化。

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