5t-22.5m雙梁橋式起重機的有限元分析

胡勇

（云南省印刷物資公司,云南 昆明 650032）

5t-22.5m雙梁橋式起重機是橫架在車間、倉庫以及料場相關結構之中，對物體開展吊裝工作，是現階段使用范圍較為廣泛的起重設備。由于特殊的受力結構，它的力學特性與傳統吊裝設備有所不同。如果采取傳統的力學分析方法，很難對5t-22.5m雙梁橋式起重機中各截面的應力大小與方向進行評估，同時繁瑣的計算與分析模式難以真正做到受力分析的準確性。為了確保其始終處于良好的運行狀態，實現受力數據的高效分析，文章以ANSYS軟件為起點，在全面分析5t-22.5m雙梁橋式起重機整體布局與技術參數的基礎上，以科學性與實用性的原則作為分析框架，對5t-22.5m雙梁橋式起重機各環節進行全面分析。

1 5t-22.5m雙梁橋式起重機布局與技術參數分析

5t-22.5m雙梁橋式起重機整體布局與技術參數的明確，在一定程度上為工作人員明確力學結構與布局，逐步明晰有限元分析的重點與難點，為開展有限元分析工作提供了必要的引導。

5t-22.5m雙梁橋式起重機由主梁、端梁、小車、走臺欄等幾大部分組成，這種結構在很大程度上滿足了目前起重吊裝工作的基本要求，降低了大宗貨物的運輸難度。同時由于5t-22.5m雙梁橋式起重機結構相對簡單，便于進行現場安裝，具有較強的實用性。5t-22.5m雙梁橋式起重機在運行前，為了確保運行的流暢性，需要技術人員對載荷進行計算，通常情況下，可以將載荷劃分為3類：常規載荷、偶然載荷、特殊載荷，具體來看5t-22.5m雙梁橋式起重機的常規載荷主要是重力、驅動與制動設備以及結構位移變形引發的載荷，偶然載荷則主要是由于5t-22.5m雙梁橋式起重機在風、雪以及溫度變化情況下導致的設備運行偏斜，這種載荷一般在強度計算過程中，才進行考慮。特殊載荷是在非運行狀態下出現的風載荷以及碰撞載荷等。通過對5t-22.5m雙梁橋式起重機主要結構以及載荷類別的分析，為有限元分析工作的開展創造了極為便利的條件，分析人員可以從整體結構以及載荷層面出發，構建起有限元分析模型，全面分析梳理5t-22.5m雙梁橋式起重機的整個載荷。

2 5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元分析所遵循的原則

（1）有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機中的應用必須要遵循科學性的原則。只有從科學的角度出發，對5t-22.5m雙梁橋式起重機的相關內容、有限元分析的定位以及具體職能，進行細致而全面的考量，才能夠最大限度地保證有限元分析來滿足5t-22.5m雙梁橋式起重機的客觀要求，才能夠以現有的技術條件與操作方式為基礎，確保有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機中實現科學高效。

（2）有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機中的應用，必須要遵循實用性的原則。由于5t-22.5m雙梁橋式起重機涉及領域較多，工作類型內容多樣，信息數據繁多，為了適應這一現實狀況，確保有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機操作中的有效應用，就要盡可能的增加有限元分析維護應用方案的兼容性，減少復雜冗余環節對5t-22.5m雙梁橋式起重機中有限元分析維護活動的不利影響。因此有限元分析以及相關技術應用流程必須進行簡化處理，降低操作的難度，提升有限元分析應用方案的實用性能，使得在較短時間內，進行有效化操作，保證5t-22.5m雙梁橋式起重機的順利開展，提升現階段5t-22.5m雙梁橋式起重機的質量與水平。

3 5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元分析模型的構建

有限元分析模式在5t-22.5m雙梁橋式起重機構建，需要分析人員在厘清其整體結構與載荷的情況下，以科學性與實用性的原則為引導，從多個維度出發，逐步形成一個全面、完整的有限元分析模型，為開展后續的優化工作創造條件。

（1）有限元分析建模。在有限元建模的過程中，需要使用三維模型，通過三維建模這種操作，能夠對影響負載評估結果的倒角與倒圓角等因素進行清除，最大程度地保證了計算與分析結果的有效性。主梁翼緣板以及腹板中加強筋結構的主要作用在于提升5t-22.5m雙梁橋式起重機整體結構的穩定性，并且加強筋對于主梁的靜態剛度以及靜態強度的影響較小，基于這種實際情況，在有限元分析模型構建的過程中，可以對加強筋進行選擇性忽略，以此提升5t-22.5m雙梁橋式起重機建模工作的便捷性。從實際情況來看，5t-22.5m雙梁橋式起重機主梁上的小車軌道對靜態剛度以及靜態強度的影響較大，在構建有限元分析模式的過程中，工作人員要在科學性原則的指導下，對小車軌道以及小車進行客觀分析，確保整個分析過程中的完全性。同時構建有限元分析模式的過程中，要取消端梁上驅動結構中不影響主梁以及端梁強度的分析活動，借助于端梁結構單元中的beam4組成載荷傘模擬驅動輪銷軸，使得有限元分析活動貼合5t-22.5m雙梁橋式起重機運行工作的實際要求，為后續起重機調整工作的開展創造便利條件。

（2）有限元建模操作。5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元建模操作，需要使用SoildWorks軟件建立起雙梁橋式起重機三維實體模型，三維實體模型構建完成之后，將三維模型以x_t的格式進行保存，將保存好的文件導入到Workbeanch之中，進行網格化切分處理，實現了對5t-22.5m雙梁橋式起重機三維模型的細化處理，最后，將有限元模型導入到ANSYS之中，并在分析過程中，將邊界條件進行設置與計算，推動有限元分析工作的有序開展。由于5t-22.5m雙梁橋式起重機在結構上具有一定的對稱性，使其載荷分布也呈現出一定的對稱性特征，基于這種實際情況，為了提高5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元分析工作的效率，工作人員需要在實用性原則的指導下，對整個5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元體系中靜態強度以及靜態剛度去計算，采取一半對稱分析結構，通過這種方式，大大避免了冗余環節對于有限元分析工作的影響，提升了有限元分析工作的效能，避免了分析周期過長給5t-22.5m雙梁橋式起重機運行帶來的不利影響。

（3）5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元單元類型的設置。為了確保5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元單元類型設置，采用Solidl86以及Solidl87作為框架進行單元模型的搭建，在此過程中，技術人員可以選用六面體作為主導來進行網格化處理，通過這種方式，實現對三維模型中邊界條件的確定，例如在端梁中間位置添加symmetry B.C結構，對整個結構進行客觀分析。使其充分滿足實際的分析要求。此外，為了便于進行計算與分析，還需要工作人員開展靜力學分析工作，在力學分析的過程中，技術人員要在厘清5t-22.5m雙梁橋式起重機的整體結構與受力特性的基礎上，對整個框架進行全面梳理，使得工作人員對于5t-22.5m雙梁橋式起重機的受力情況有一個較為直觀、完整的認知，為后續優化工作的開展創造了極為便利的條件。

5t-22.5m雙梁橋式起重機工作負擔較大，在運行過程中承受較大的載荷。為了有效控制載荷，避免載荷過大對整個起重機結構的破壞，工作人員可以根據有限元分析的數據，對起重機整個運行狀態框架進行調節，使得5t-22.5m雙梁橋式起重機始終處于良性的運作狀態，在提升相關結構強度以及抗應力能力的同時，最大程度地提升了5t-22.5m雙梁橋式起重機的運行效能，滿足經濟發展過程中，對于運輸吊裝工作的基本要求。

總之，5t-22.5m雙梁橋式起重機有限元分析的開展是一個系統化工作，為了確保有限元分析工作的有序進行，文章在全面分析5t-22.5m雙梁橋式起重機整體結構與受力載荷的情況下，從科學性原則與實用性原則出發，對有限元分析模型的構建活動進行明確，實現了對5t-22.5m雙梁橋式起重機受力結構的優化。

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