10t门式起重机结构强度研究.pdfVIP

产品·技术 Product Technology 10t门式起重机结构强度研究 Research for Structural Strength of 10t Gantry Crane ■广州市公路工程公司 姚志林 摘　要:利用大型有限元软件MSC/NASTRAN对某门式起重机进行了整机多工况静强度、模态和屈曲稳定性的研究， 从静强度和动强度两个方面对该起重机进行评价。 关键词:起重机　结构强度　研究 门式起重机作为一种起重运输机械，由于机动灵 桁　高　 活，可以适应不同的工作环境，在生产中得到广泛的运 起升速度　 用，目前呈现多吨位、多品种发展形势。但作为一种大 横向运行速度　20～30 m/min 型承重机械，一旦出现事故，不但影响生产，甚至造成 纵向运行速度　 车毁人亡，因此对其强度提出较高的要求。 材　料 全部采用Q235 在进行结构强度分析时，常常把主要结构当量成 相应截面惯性矩进行分析，这样的分析结果与实际情 1有限元模型的建立 况相差较远。为了保证结构安全可靠，往往取较大的安 1.1模态分析和屈曲稳定性分析方法 全系数，这样造成不必要的材料浪费，提高了生产成 模态分析的基本有限元方程为： 本。有限单元法是解决这些问题的良好的结构分析方 [M]{ü}+[K]{u}=0 　　　　　 （1） 法，提高了分析精度、分析速度，为门式起重机新产品 式中[M]和 ［K］分别为结构系统的质量矩阵和刚度 的开发，现有产品的结构改进提供可靠的结构性能依 矩阵： 据。 {u}为位移矩阵 下面利用美国开发的大型通用有限元软件MSC/ {ü}为加速度矩阵 NASTRAN，对某单位生产的门式起重机进行结构静强 方程 （1）的解为如下的简谐振动： 度分析、屈曲稳定性分析和模态分析，从而从静刚度和 {u} = {φ} sinωt 　　　　　 （2） 动刚度两个方面对该起重机进行评价。 式中{φ}为模态形状，ω为圆频率。 该起重机主要性能参数： 将方程 （2）代入方程 （1），得到如下的特征方程： 2 2 额定载荷　10 t （[K]－ω[M]）{φ}=0 　　　　 （3） 跨　度　　18 m 上式中{φ}要有非零解，必须满足起系数矩阵的 96 CMTM 2 0 0 6 . 0 7 产品 ·技术 Product Technology 行列式为零的条件，即 det([K] P+[K （14） a crid 2 2 即 det([K] λ+[K]) = {0}　　　　　　 （15） det([K]－ω[M]）= 0　　 　　　 （4） a i d