基于有限元法桥式起重机主梁应力分析及优化设计

为了进一步提高50T/10T-16.5m的双梁桥式起重机的结构性能,寻找主梁的最优设计尺寸,对其进行轻量化设计。首先利用ANSYS软件对主梁正常工况和两种特殊危险工况(吊重自由跌落后紧急制动和歪拉斜吊)进行应力分析寻找最危险节点位置,然后对正常工况下主梁进行优化设计,分别以主梁截面尺寸和构件板厚为设计变量、主梁最大应力和最大挠度为状态变量、主梁质量为目标函数建立优化数学模型,最后用ANSYS软件进行优化分析并得到结构最优设计尺寸。结果表明,对桥式起重机不同工况下进行有限元分析,并在此基础上进行截面参数优化设计,明显改善了主梁腹板截面突变处应力集中现象;以最优设计尺寸建立的主梁模型不仅满足强度刚度的要求,而且主梁质量减轻23.1%,从而实现了简化结构、降低重量和制造成本的目的。