大吨位全地面起重机上车方案阶段有限元分析

【摘要】：全地面起重机有着通过性强，机动灵活，工作可靠的特点，在基础建设中广泛应用。世界上全地面起重机供应商很多，技术也较为先进，长期以来垄断着大吨位全地面起重机市场。近年来，国家基础设施建设极大地刺激着本土工程机械企业之间的竞争，起重机作为一款重要的工程机械，应用十分广泛，起重机的需求量逐年提高，起重机朝着大吨位方向发展。 由于大吨位全地面起重机结构比较复杂，形式灵活多变，非线性材料的使用，超静定结构的设计，使得传统计算方法无法满足结构计算的要求，所以在全地面起重机设计阶段，结构计算是设计中遇到的关键问题，随着计算机硬件和有限元技术的迅猛发展，有限元技术可以方便解决结构计算类问题，且计算精度与计算效率都相当高。因此，对于超大规模的结构计算，选用有限元法进行计算是比较合理的。 为了打破国外技术垄断，跻身起重机研发强企，打造高端全地面起重机产品,徐工集团决定研发某大吨位全地面起重机。在其方案设计阶段，本文利用ANSYS软件对上车方案进行分析计算，并反馈相应工况的计算结果，设计人员据此做出相应的方案修改，直至最终方案的完善。计算工况来自相应的典型工况，具体的做法是： 首先，根据企业设计的初始方案建立有限元模型，利用简化梁模型对主臂方案进行计算分析，校核设计的方案是否能够满足典型工况的使用要求，如不满足则修改方案直至可行的方案。 然后，对副臂进行参数化建模，主臂利用设计好的参数手工建模。采用ANSYS优化设计模块进行优化设计，并对优化出的方案进行计算分析，经校核，该方案满足设计要求。 最后，对转台方案设计进行分析，先简化转台方案成为有限元模型，对该模型进行加载分析，找出转台中的薄弱部分并加以改进，到最终的转台从强度上满足使用要求。 在全地面起重机方案设计中，利用ANSYS软件进行辅助计算分析，显著地减少了计算时间，提高了设计效率缩短产品研发周期，研发高可靠性的产品，得到了企业的认可。 与西方发达国家相比，我国的城市化水平还比较低，随着西部大开发的持续进行以及国家对基础建设的继续支持，国内的工程机械行业发展前景光明。作为工程机械的一个分支，全地面起重机是工程机械中一款重要产品，在社会建设中应用十分广泛；全地面起重机尤其是大吨位全地面起重机迎来其大好的发展时机，市场潜力巨大，大吨位全地面起重机必将在工程建设中发挥着更大的作用。