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大吨位全地面起重机上车方案阶段有限元分析

陈国保  
【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。


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