MeshFree|门式起重机应用
门式起重机结构分析
本次分析选用480t x 146m 双梁门式起重机,其主体结构见下方图示。在2 根主梁的面板上设有4 根轨道供上、下小车行走。2 台小车的最大抬吊能力为450t。刚性腿为变截面箱型结构,与主梁焊接联接。柔性腿为人字形桁架结构,上部为2 根圆管,下部为1 根箱型梁,柔性腿与大梁采用挠性铰连接。大车行走结构设2 x 22( 刚性腿侧) +2 x 22( 柔性腿侧) 共88 只走轮,走轮台车架通过平衡梁与支腿( 刚性腿、柔性腿) 铰接连接。
通过CAD X_T格式,导入MeshFree 软件后再进行边界条件的施加。大车行走机构在门式起重机中起着对整机的支撑作用,采用多级台车结构形式,经过传递作用,将刚性支腿和柔性支腿上的力转化为平面结构形式。为简化计算,车轮简化为有约束的面支撑。实际工作时,车轮与轨道始终保持接触,因此约束刚性腿和柔性腿车轮高度方向的自由度UY、轨道方向的自由度UX、刚性腿沿轨道方向的自由度UZ,而柔性腿沿轨道方向的自由度UZ 不加约束。柔性腿与主梁之间定义为一般接触,模型和约束见图。
荷载的施加上小车自重180t,起吊重量300t; 下小车自重120t,起吊重量180t,荷载按照轮压施加,为面荷载。上下小车荷载施加在内侧2 个轨道的4 个面上,下小车荷载施加在外侧2 个轨道的4 个面上。加载面的大小为1.2 m ×1.3 m,每根主梁上4 个面的纵向间距为4 200mm,横向间距为2 550 mm。加载面的布置见图 自重下扰度按照GB3811-2008 起重机设计规范,刚度计算不应乘相关荷载和增大系数。从Meshfree 计算结果可得,扰度值为238mm,将计算值代入校核公式:扰度位移值略大
工作状态为无风,主梁跨中起升,按施加的上下小车轮压荷载,应力结果,主梁最大Vonmises 应力为222 MPa,符合要求。
运用midas MeshFree 对一款门式起重机产品进行刚度和强度计算,整个计算过程简捷,导入几何模型后,添加材料、荷载和边界条件,就可以进行计算。通过计算可知,该门式起重机自重下的扰度略微偏大; 在工况501下,门式起重机主梁跨中的Von mises 应力满足要求。这为下一步起重机结构的优化提供了数据支持,优化后的模型可再次用MIDAS MeshFree 进行计算,从而大大提高产品的设计工作效率。