横梁吊具吊耳传统计算方法同有限元计算方法的比较.pdf

维普资讯 航天发射技术 No．2 横梁吊具吊耳传统计算方法同 有限元计算方法的比较 刘 民 马 博 (航天科技集团公司一院15所·北京·100076) 摘 要 对横梁吊具吊耳使用ANSYS7．0有限元计算软件计算的结果和 使用吊具设计规范中公式计算的应力结果进行了比较分析，发现了传统 吊具设计经典力学的经验公式的不足之处，提出了相应的改进措施。 关键词 横梁吊具，有限元计算，经验公式，分析比较。 1 前言 横梁吊具吊耳用于吊具和吊车吊钩的连接，通常为开Vi的梨形环形状，是一种传统结构 形式。以往的复杂形状零部件设计计算受设计手段、计算方法的局限一般采用简化的算法， 通过实际试验及使用验证，从而形成了一套传统的经验公式计算方法(见 Y《1D21—87吊具 设计规范》)。而随着计算机技术的发展及有限元计算软件的广泛应用，吊具设计经典力学 的经验公式需要通过有限元计算方法进行修正，保留其方便、快捷的特点，使之增加准确性。 在对某型号横梁吊具吊耳进行强度、刚度复核复算时应用了ANSYS7．0有限元计算软 件，并将其结果同传统经验公式计算的结果进行了比较，发现差别很大。以下进行分析比 较。 2 横梁吊具吊耳传统计算方法同有限元计算方法的比较 2．1传统计算方法 已知：=1．3P=339000N 材料：30CrMnSiA(6s=835MPa)吊耳尺寸见图1。(一 动荷系数) 简化： 将横梁吊具吊耳简化成一段弯梁，如图2所示，为中间绞支，两端加载，所以危险界面为 A—A截面。 A—A截面弯矩MA： MA：-f Pl： ×339000×3103N．mln 一 动荷系数 收藕日期 加03一∞一06 维普资讯 16 航天发射技术 2OO3年 图1 吊耳尺寸图 A—A截面抗弯截面模量W^： WA： ：T75x802 ： 8000of衄3 因为R／C=200／40=5 根据吊具设计规范 查表得K=1．18 K——弯梁校正系数 所以A—A截面应力∑d及安全系数n： 6A=KMA／WA=1．123／80000 ：288N／mm2 图2 吊耳简化图 1 1．3×339O00 l：(370+250)／2=310nma rA下 — =73．5N／ram2 l——简化后弯梁的长度 ： 4—02+—37：3l5N／Il蚰2 R：(240+160)／2=200ram R——简化弯梁的半径 n= =835／315=2．65 C=80／2=40lllffn C——截面高度的一半 2．2 有限元计算方法 应用有限元设计软件ANSYS7．0对吊耳进行有限 元分析，横梁吊具吊耳有限元模型图见图3。 工况设定：不考虑销轴双螺母横向的约束影响，只考虑吊钩约束和垂向载荷，计算结果 最大应力805MPa，应力图见图4，最