桥式起重机结构的疲劳分析及优化设计

从应力分布和裂纹形成两个方面分析了桥式起重机产生疲劳破坏的原因,并提出了减少桥式起重机主梁疲劳断裂的应对措施。     

桥式起重机金属结构应力测试及分析

应力测试是研究起重机结构强度、检验结构实际承载能力的重要方法。基于电阻应变片式应力测试技术,在桥式起重机上开展了一次较全面的应力测试。首先通过分析主梁受力情况来确定危险截面和测点位置,并详细介绍了应变片的粘贴工艺。然后搭建桥式起重机无线应变测试系统,分别按照满载静态和满载动态两种工况对起重机进行测试,并将测试数据经相应的数据处理转化为应力-时间历程曲线。进一步提取各测点在不同工况下的最大应力值并进行疲劳强度校核。结果表明,所有测点在动态、静态两种工况下的最大应力值均小于材料的疲劳许用应力[σ-1],主梁疲劳强度满足相关要求,具有较大的强度储备。     

基于ANSYS的风电自携带桥式起重机主梁有限元分析

针对新型风电自携带桥式起重机主梁的结构特点,提出一种集成Solid Works和ANSYS软件系统对主梁结构进行有限元建模、静力学分析和模态分析的方法,通过分析计算得到在满载工况下的变形情况和应力分布情况,以及主梁结构前8阶的固有频率和振型图,找出主梁振动的危险区域,为新型风电自携带桥式起重机的优化设计提供一种分析评价的依据。     

基于SolidWorks的桥机主梁有限元仿真分析

根据桥式起重机的典型结构特点,采用三维建模设计软件SolidWorks建立桥式起重机整机结构三维模型,并利用SolidWorks/Simulation有限元分析模块对主要承载构件——主梁进行典型工况下的应力和变形分布分析。分析结果表明:由于主梁腹板变截面位置处尺寸的突变,导致该位置存在严重的应力集中现象,极大地降低了桥式起重机的承载能力,对桥式起重机的正常、安全工作过程造成影响。因此工程人员在进行桥式起重机结构设计时,应对其主梁的结构进行严格的计算和受力分析,密切注意结构尺寸发生突变位置,以便增强工程实践中主梁的安全性。     

基于Battelle热点应力法的轻量化桥式起重机主梁焊缝疲劳分析

以额定起重量为5 t的轻量化桥式起重机主梁为研究对象,以主梁疲劳试验数据结果为验证依据,预测主梁焊缝的疲劳寿命,建立了包括焊缝的主梁有限元实体模型,按照试验载荷工况对其进行静强度分析,在静强度满足要求的前提下,运用Fe-safe软件中以Battelle热点应力为核心技术开发的Verity模块对主梁焊缝进行疲劳强度分析,分析结果表明,轻量化后的主梁焊缝疲劳强度可满足使用要求,结果可靠,具有较好的可信性。文中采用的分析方法可直接应用于类似结构的焊缝疲劳分析。     

起重机主梁的应变疲劳寿命估算

针对某起重机主梁裂纹附近区域的应变测试信号的分析,发现了该主梁出现了应变疲劳现象,为研究起重机主梁裂纹的产生及扩展机理,对有裂纹的起重机进行使用寿命预估及安全评价,通过对该起重机在正常工况下的应变信号进行测试,并进行五点三次平滑处理,分析研究其载荷谱,并参考相关文献中Q345材料的应变疲劳参数,计算出应力值,绘制出应力-应变特性曲线,然后根据Manson-Coffin公式及Miner线性损伤累计法则,计算出起重机主梁的疲劳寿命,得出该起重机还能够安全运行的时间值。研究结果表明,该带裂纹起重机的使用寿命预估方法可以进行推广应用,为起重机的疲劳寿命预估提供了合理的研究方法。     

桥式起重机主梁变幅疲劳寿命试验载荷谱

通过对实测的桥式起重机主梁应力—时间历程的统计分析处理,得到了主梁的应力幅谱。并说明了主梁变幅疲劳试验八级程序加载应力幅图的编制。     

基于ANSYS的桥式起重机主梁有限元分析及结构改进

以某机械厂生产的20T/5T桥式起重机为研究对象,对桥式起重机主梁的结构特点和承载特点进行全面分析,找出在作业过程中遇到的最危险工况。借助大型有限元分析软件ANSYS建立主梁、走台、轨道的模型,并计算出在该工况下主梁的位移变化和应力分布。分析结果表明,主梁端部下盖处存在严重的应力集中,并就此提出了主梁结构的改进方案,校核改进后主梁的强度,比改进前提高了28%,且改善了应力集中现象。同时为以后主梁的整体优化设计提供了良好的应力储备。     

基于Ansys的桥式起重机小车机构加载方式研究

在桥式起重机的工作过程中,吊重载荷是通过小车机构作用在主梁上。在Ansys软件中对桥式起重机静力分析过程中的小车机构进行了3种不同方式的简化,分析了3种不同加载方式对桥式起重机主梁应力分布的影响,发现利用MPC技术建立接触单元比较适合桥式起重机主梁小车机构的简化。     

基于Ansys的桥式起重机小车机构加载方式研究

在桥式起重机的工作过程中,吊重载荷是通过小车机构作用在主梁上。在Ansys软件中对桥式起重机静力分析过程中的小车机构进行了3种不同方式的简化,分析了3种不同加载方式对桥式起重机主梁应力分布的影响,发现利用MPC技术建立接触单元比较适合桥式起重机主梁小车机构的简化。     

基于Verity方法的起重机箱型主梁疲劳寿命分析

以某型号桥式起重机主梁为研究对象,对其进行应力分析并建立关键位置处包含焊缝细节的子结构。以T型焊接接头为例,通过有限元分析与试验对比的方式验证了Verity方法的网格不敏感性。采用Verity方法计算了主梁主要焊缝的等效结构应力,进而对主梁的疲劳寿命进行了分析。结果表明该起重机主梁结构的静强度和刚度都符合设计要求,主要焊缝具有很好的抗疲劳性能,符合设计要求,但比较而言下翼缘板与腹板连接处焊缝较易产生疲劳破坏。     

箱型梁桥架装置的有限元分析

对箱型梁桥架装置进行有限元分析。以桥式起重机的箱型主梁和桥架装置为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对箱型梁和桥架装置进行典型工况的有限元分析。通过三维软件建立有限元模型并导入ANSYS中,针对箱型主梁和桥架装置几种不同工况载荷和约束等条件下进行应力和应变分析,并得到变形图和应力分布图进行刚度和强度分析。随后进行提取4阶固有频率和振型进行模态分析,并对结构影响较大振型进行详细分析和说明。研究结果对箱型桥式起重机的桥架装置的设计提供理论依据。     

桥式起重机主梁随机疲劳载荷的计算机仿真

本文将虚拟样机技术与计算机随机模拟方法结合,探讨了通过计算机仿真的方法获得桥式起重机主梁应力幅谱的基本途径。在此基础上,应用应力幅法对主梁进行了疲劳强度的计算和疲劳寿命的估算。     

桥式起重机主梁局部稳定性分析

针对通用桥式起重机主梁的稳定性问题进行分析,通过对比国内外双梁桥式起重机主梁横隔板的结构形式、布置方式和加工工艺,优化相关手册和设计规范的规定范围,推荐了横隔板形式以及布置间距,改善了横隔板的加工工艺,进一步实现桥式起重机的轻量化设计。并通过有限元屈曲分析求得桥式起重机主梁在典型工况不同模态下的屈曲系数,分析验算其局部稳定性。     

宝钢120 t/30 t/10 t×27.6 m 桥式起重机有限元分析

应用有限单元法及MSC·MARC有限元分析程序,从实验工况和设计工况两方面分析了已使用多年的120 t/30 t/10 t×27.6 m桥式起重机主梁桥架变形及应力分布状态,该起重机的最大挠度、VONMISES等效应力、主梁的第一阶固有频率均符合设计规范,为延长其使用寿命提供了理论依据.     

疲劳分析在起重机疲劳校核中的应用

起重机是工业发展中的重要支撑,其主梁由于承受交变应力极易出现疲劳裂纹甚至出现疲劳断裂,疲劳分析用于起重机的设计之初的疲劳强度考量,可以极大程度避免由设计导致的疲劳缺陷。对于使用单位所需产品的使用工况调查,获得使用单位对于起重机的实际使用需求,利用疲劳分析软件nCode,采用SN疲劳分析方法对起重机主梁进行寿命分析,通过仿真得到起重机的理论疲劳寿命,计算出起重机的疲劳点,为将来的起重机设计优化和使用过程中的疲劳监测打好基础。     

波纹腹板主梁的桥式起重机性能研究

以正轨桥式起重机为例,利用有限元软件ANSYS对平直腹板主梁和波纹腹板主梁的桥式起重机在相同工况下的强度、静刚度和腹板应力等力学性能进行仿真分析,并研究波长、波高和波纹转角对波纹腹板主梁桥机的力学性能的影响。结果表明:在强度和静刚度相近的情况下,相比平直腹板主梁桥机,波纹腹板主梁桥机具备更轻的质量,其腹板承载性能更好。波长、波高以及波纹转角对波纹腹板主梁桥机的力学性能影响不大。     

基于HyperWorks形状优化的桥式起重机主梁轻量化设计

以某桥式起重机为研究对象,基于HyperWorks形状优化技术对桥式起重机主梁轻量化设计进行了研究。首先,建立桥式起重机的有限元模型,对其进行有限元分析。其次,以体积分数最小为目标函数,以起重机主梁的高度、宽度为设计变量,应力、应变能、模态为约束,建立优化数学模型,对起重机进行轻量化设计,并对优化后的起重机主梁进行整体稳定性验证。     

基于HyperWorks形状优化的桥式起重机主梁轻量化设计

以某桥式起重机为研究对象,基于HyperWorks形状优化技术对桥式起重机主梁轻量化设计进行了研究。首先,建立桥式起重机的有限元模型,对其进行有限元分析。其次,以体积分数最小为目标函数,以起重机主梁的高度、宽度为设计变量,应力、应变能、模态为约束,建立优化数学模型,对起重机进行轻量化设计,并对优化后的起重机主梁进行整体稳定性验证。     

等高线法的桥式起重机主梁损伤识别

起重机金属结构在长期使用下形成的疲劳损伤对起重机的安全生产造成严重影响。基于ANSYS有限元分析软件,建立了桥式起重机金属结构有限元模型,并对结构主梁进行了不同损伤情况下的模态分析,根据起重机主梁在不同损伤工况下的同阶及不同阶模态频率的不同,使用前三阶模态频率结合等高线相交理论方法,直观、定量地得到起重机主梁裂纹存在的位置和裂纹的损伤程度,并通过数值仿真案例验证了该方法的有效性。