《QD 40-10t橋式起重機(jī)主梁的有限元分析》9900字（論文）

QD40-10t橋式起重機(jī)主梁的有限元分析目錄TOC\o"1-3"\h\u28344摘要 摘要本文主要進(jìn)行QD40/10t橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計與有限元分析，通過同時采用早期經(jīng)常使用的方法和現(xiàn)代的有限元分析的方法對其進(jìn)行設(shè)計和分析。在分析的過程中也結(jié)合了對于起重機(jī)設(shè)計手冊的相關(guān)要求等，來確定關(guān)于起重機(jī)設(shè)計方面的一些主要的參數(shù)。本文的結(jié)構(gòu)如下，先對用傳統(tǒng)的計算方法，分析計算出了主梁的跨中高度，主梁橫截面各部分尺寸的大小等；還包括對加勁板和其強(qiáng)度的計算。

然后，掌握了關(guān)于起重機(jī)方面的相關(guān)知識之后，先是通過三維軟件對其主梁建立三維模型，然后再通過solidworks-simulation模塊進(jìn)行有限元分析，在計算分析的過程中還會用到動態(tài)靜力法。這種方法是在主梁對于不同程度的狀態(tài)下呈現(xiàn)的變化和承受能力的情況。本文對于起重機(jī)有內(nèi)外部的分析，比如不同作業(yè)環(huán)境的不同也應(yīng)該放在考慮范圍內(nèi)?？梢允褂萌S軟件對外界的風(fēng)載荷對其主梁進(jìn)行有限元分析。所得到的結(jié)果就是主梁對于外界中的風(fēng)力強(qiáng)度和大小的承受的能力和變化的程度。綜上所述在對以上題上的因素影響因素進(jìn)行分析和計算之后，能得到更加適應(yīng)環(huán)境更加節(jié)省成本的起重機(jī)的主梁。關(guān)鍵詞：橋式起重機(jī)；主梁；三維建模；有限元分析；第1章緒論1.1起重機(jī)概述起重機(jī)裝備是當(dāng)今工業(yè)化的一個重要產(chǎn)物，它應(yīng)用于很多地方，主要的功能是把重物從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方?，F(xiàn)在大多數(shù)的起重機(jī)裝備都是通過左右或者上升下降的方式來轉(zhuǎn)移物料，物料給送到目的地之后，機(jī)器又返回到開始時的位置，如此反復(fù)運(yùn)行。大部分的情況下，起重機(jī)械裝備運(yùn)行物料是有一定的順序的，都是事先設(shè)定好的工序進(jìn)行間歇的作業(yè)。起重機(jī)轉(zhuǎn)移的物品大部分是物料煤炭、集裝箱、木材等，但也有一些其中裝備用來運(yùn)輸人的起重機(jī)。大部分都是用于工廠或者港口建筑等地方。

起重機(jī)工作性能的優(yōu)良跟它的主梁有著莫大的聯(lián)系，所以對起重機(jī)的主梁進(jìn)行設(shè)計是很有必要的，首先設(shè)計的時候要考慮到起重機(jī)的安全性能，要在能保證安全工作的前提下，對起重機(jī)進(jìn)行設(shè)計和分析。如何在設(shè)計起重機(jī)主梁的過程中想方設(shè)法的去最大化的減輕它的自重，對提高起重機(jī)整體工作能力和制作價格有著很大的幫助。主梁對于起重機(jī)來說是非常重要的部件，它的設(shè)計的好壞影響著起重機(jī)整體的工作性能。箱型結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代部分橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)形式的標(biāo)準(zhǔn)，所以對其進(jìn)行不斷優(yōu)化是很有必要的。隨著有限元的出現(xiàn)，現(xiàn)在應(yīng)用有限元對起重機(jī)進(jìn)行優(yōu)化是一件越來越常見的事情了，明顯的減少時間，并且能夠提高優(yōu)化效率，精度也有一定的保障使設(shè)計變得更加準(zhǔn)確。

1.2起重機(jī)綜合設(shè)計法在大批量重物生產(chǎn)過程中，起重機(jī)扮演著非常重要的角色，所以起重機(jī)械裝備的廣泛利用是必不可少的。以前經(jīng)常使用的方法已經(jīng)無法滿足當(dāng)代的需要，所以現(xiàn)在采用原來的計算方法和有限元法進(jìn)行綜合設(shè)計，也就是說把這兩種結(jié)合起來，采取他們的優(yōu)點，不足的地方就舍棄。目的能夠把產(chǎn)品變得更好，生產(chǎn)和效率提高。都知道原來的計算方法過程比較麻煩，而且如果中途計算出現(xiàn)錯誤，就需要從頭開始計算，而用有限元的話，只需要把參數(shù)修改過來。并且有限元使用操作簡單，效率高，并且精度也有一定的保障。除了這些之外，能夠利用有限元技術(shù)對它的不同部件分別增加載荷，例如對X、Y、Z同時增加載荷，得到的結(jié)果也很準(zhǔn)確并且效率很高，如此說來綜合設(shè)計法比原來計算的方法有著很大優(yōu)勢。1.3主要研究內(nèi)容（1）對橋式起重機(jī)主端梁重要數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計，包括其中包括上下端蓋的長寬高以及腹板的中間高度和兩端的高度以及板的厚度。把這些參數(shù)都確定后。然后運(yùn)用原來的計算方法對柱梁和端梁進(jìn)行強(qiáng)度計算。（2）采用三維設(shè)計軟件進(jìn)行參數(shù)化建模，對主梁分析進(jìn)行前處理。（3）在進(jìn)行有限元分析時，采用動態(tài)靜立法分析主梁在靜止?fàn)顟B(tài)時，當(dāng)有不同的載荷對其作用所引起的應(yīng)力和變形情況。（4）分析起重機(jī)在戶外工作時，當(dāng)受到風(fēng)載荷的情況下，運(yùn)用simulation模塊對其主梁進(jìn)行有限元分析。能分析出在風(fēng)載荷作用下在對主梁造成應(yīng)力的大小和變形程度的情況。第2章主梁的設(shè)計2.1橋式起重機(jī)主梁主要參數(shù)2.1.1主梁的結(jié)構(gòu)分別搭建兩根主梁和斷梁來構(gòu)成雙梁橋式起重機(jī)，主梁主要是有上下水平蓋板和兩塊腹板焊接在一起了，焊接隔板鋼筋的規(guī)格也要根據(jù)現(xiàn)實工作場地需要來進(jìn)行確定。主梁設(shè)置了能承載行駛器具并且和地面平行的走板，目的使大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)得以固定，并且站臺外側(cè)要設(shè)置護(hù)欄，以防止行人在走臺上行走的危險。但是在實際計算中，這些都可以忽略不計，可以把它當(dāng)做是不承受力的構(gòu)件。

中軌箱形梁橋架是這篇文章要分析的重點目標(biāo)。用于主要支撐的梁是它的主要構(gòu)成部分，強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性都必須要達(dá)到在規(guī)定的尺寸標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求內(nèi)。圖1中軌箱型梁梁的變形一般是由于它的承載能力過大而導(dǎo)致殘余變形或引起梁拱的變形嚴(yán)重，這將使起重機(jī)在工作狀態(tài)下，它的安全和它的承載能力造成比較大的危險甚至?xí)霈F(xiàn)人身事故，所以一定要注意梁的變形，這種是必須要避免。起重機(jī)的安全性能是重大問題無論如何設(shè)計都不要忽略，應(yīng)該引起特別的重視。當(dāng)主梁由于設(shè)計不當(dāng)發(fā)生變形后，小車行走的那個軌道直線將會變成一個有傾斜角度的坡道，會影響到小車的前行的速度。當(dāng)他的主梁下?lián)习l(fā)生嚴(yán)重變形時，可能會導(dǎo)致小車無法運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)被破壞掉，并且當(dāng)主梁達(dá)到嚴(yán)重的時候也會讓大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)不能正常運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)軸的彎曲變化幅度大于規(guī)定值的時候會破壞掉他們的正常耦合，螺栓也會因此發(fā)生斷裂。在這樣的狀況下，隨著轉(zhuǎn)速的增加對造成的浪費(fèi)也非常的嚴(yán)重，損壞也會隨之增加。主梁的下?lián)蠈?dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生產(chǎn)生裂縫，并且會導(dǎo)致小車行駛軌道和運(yùn)行大車機(jī)構(gòu)的軌道發(fā)生變形破壞。橋式起重機(jī)的主梁存在下?lián)线€是很多的。尤其是當(dāng)受到高溫的狀況下，它的性能參數(shù)會發(fā)生嚴(yán)重的變化，一般10年之后開始出現(xiàn)下?lián)?，由此可以看出溫度的輻射對主梁變形的影響還是非常明顯的，這種現(xiàn)象也要引起大家的相對重視。2.1.2主梁的主要設(shè)計參數(shù)對QD40/10t橋式起重機(jī)主梁的設(shè)計離不開主要的參數(shù)計算，其中它的跨度是19.5m，并且根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)設(shè)計手冊》中可以查出其各種核心參數(shù)：表1設(shè)計參數(shù)表起重量（t）跨度（m）工作級別起升高度（m）起升速度（m/min）4019.5A61011小車軌距（m）小車輪距（m）小車運(yùn)行速度（m/min）大車運(yùn)行速度（m/min）軌道放置2.82.84085中軌2.2主要設(shè)計2.2.1橋架的尺寸大小查表得：（1）由上面列出的表格可得出主梁的跨度S=1950cm，所以在此處選取為450cm，端梁的長度為B=500cm2.2.2主梁的主要參數(shù)：（1）在跨中的部位其高度h h=114根據(jù)設(shè)計規(guī)則，當(dāng)主梁兩端距離較大的時候，盡量選取小的值，當(dāng)跨度比較小的時候，則選取較大的值。腹板尺寸與梁的尺寸高度取相同值，本文取整。因此取腹板高度（2）腹板、翼緣板厚度的確定腹板厚度是根據(jù)起重的重量來決定的，當(dāng)=30~75t時，腹板厚度δ1=7~8mm，主、端梁翼緣板的厚度δ本文取腹板厚度δ1取上翼緣板和下翼緣板尺寸的厚度均為δ（3）腹板間距bb=(0.4~0.8)h求得b=52~104cm。取b=70cm由b≥h13=45.2cm；（4）翼緣板寬度BB1=b+2×(δ得上下翼緣板寬度B1（5）主梁總高H1，端梁高H1=h2.2.3端梁的計算：（1）一般情況下，端梁的高度H2取值都會車輪的直徑要寬一點，H2=(0.4~0.6)H由于起重量的大小也要考慮，故本文中取H2（2）根據(jù)起重機(jī)械設(shè)計的規(guī)范可以查詢到，端梁中位于上方的端蓋和位于下方的端蓋厚度都是一樣的大小即δ0'=1.5cm，把它的腹板高度取值為H1=131.0cm，它的厚度大小取值為δ2=1.1cm，2.2.4隔板的計算：(1)主梁兩頭主要隔板的間距：a=H1(2)主梁中間主要隔板的間距：a’=(1.5～2)H=199.5～266cm（7）本文中，取a’=250cm。(3)小隔板的間距：a隔板厚度δ=10mm2.3強(qiáng)度計算根據(jù)起重機(jī)的工作狀態(tài)，這次假設(shè)當(dāng)起重機(jī)只受自重載荷和除特殊載荷外的額外加上去的載荷時，也即是組合Ⅱ來進(jìn)行計算它的彎曲應(yīng)力、穩(wěn)定性、剛度。起重機(jī)能吊起的標(biāo)準(zhǔn)重量Q=40t，梁之間的跨度L=19．5m，雙梁自重約為26t，起重機(jī)的主要部件的全部載荷為82000N，小車估算質(zhì)量12t。2.3.1彎曲應(yīng)力計算豎直方向下主梁按照簡支梁來計算，本文主要是來研究橋式起重機(jī)的雙主梁，一個小車有四個輪子，分別要壓在兩根梁上，平均每個梁要承受兩個輪子所施加的載荷。當(dāng)小車開始運(yùn)動時產(chǎn)生的載荷導(dǎo)致彎矩峰值處的截面位置是：Z=[P其中P1、P2為小車的輪子分別施加在主梁上帶來的輪壓。β=14(1?b最大彎矩為：MMAX=βP2L下面的三張圖可以清楚地表示出當(dāng)運(yùn)動載荷處在彎矩峰值的截面位置時，每個階段所發(fā)生的扭矩、彎矩大體狀況都清晰的從圖中可以展現(xiàn)出來。如下圖所示：圖2最大彎矩截面圖、扭矩圖、彎矩圖2.3.2穩(wěn)定性計算這篇文章分析對象的主要結(jié)構(gòu)類型是箱型主梁，箱型梁有著很大的水平剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，再加上與地面相平行的走臺所起到的輔助功能，從全局的結(jié)構(gòu)布局來看，和經(jīng)過大量的專業(yè)研究驗證表明，它的穩(wěn)定性很好，所以大多數(shù)情況下是可以不用再進(jìn)行計算的。2.3.3剛度計算剛度計算一共包括兩種計算情況：第一種是當(dāng)主梁在垂直載荷作用下，用跨中產(chǎn)生的靜撓度表征主梁的靜態(tài)剛度；第二種是在運(yùn)行過程中會導(dǎo)致起重機(jī)發(fā)生衰減振動，需要保證起重機(jī)有足夠的動態(tài)剛度。第一種靜態(tài)剛度的計算是當(dāng)主梁上的小車在滿載情況下，車輪所引起的壓力無論是處在中間，或者是在兩端位置時，所引起的撓度都應(yīng)該小于許用值[Ys]Ys=P1+P248EI另外一種主梁的動態(tài)剛度就是當(dāng)起重機(jī)在工作的情況下，每次工作進(jìn)行運(yùn)輸物料過程中，其自身都會不可避免有生衰減振動的出現(xiàn)，這種情況的出現(xiàn)，雖然說對主梁的強(qiáng)度造不成任何危害。但是有它的出現(xiàn)，會導(dǎo)致在操控起重機(jī)的過程中有所不利，這樣的話就會造成在使用起重機(jī)時，它的效率會有所降低。因此，我們務(wù)必要對梁的剛度有一定的要求和規(guī)定，保證起重機(jī)在工作的過程中能有效的提高效率。尤其是運(yùn)行過程運(yùn)行速度較高的時候，或者是安裝精度要求也比較高的時候，更應(yīng)該重視這一方面。[41]。動態(tài)剛度有兩種計算方法，第1種使用卸載后的主梁自自身發(fā)生振動的周期來計算。另外一種就是主梁在發(fā)生振動衰減的過程中，所消耗的時間是多少來進(jìn)行計算。很明顯，后者的計算會更加讓人看得懂，但不足之處，因為有不同的構(gòu)建，它的阻尼系數(shù)也會不同，并且現(xiàn)在的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參差不齊，如果選用的阻尼太少用來計算，將會產(chǎn)生相對不靠譜的結(jié)果，也就是誤差會很大。所以，可以考慮采用另一種空載是的自振周期來計算。對于本文研究對象雙梁橋式起重機(jī)，自身振動周期如下:T=2πMK≤[T]其中T為自身振動周期，M為大小車的總質(zhì)量，K為主梁在豎直方向上的剛度，[T]為允許它自身發(fā)生振動時會出現(xiàn)的周期，在此處研究對象取[T]=0．3s。2．4本章小結(jié)1．在這一章中，首先通過查找很多資料和起重機(jī)設(shè)計準(zhǔn)則，對40t兩個主梁組成的橋式起重機(jī)的主梁和端梁的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行了計算，如上、下端板的長、寬、高，位于兩側(cè)的腹板各個位置的高度和它的厚度進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計。2．本節(jié)把所有需要的主要數(shù)值都得出后，然后又采用以前比較繁瑣的計算公式來進(jìn)行計算，通過這些公式來分別推演出起重機(jī)的主端梁在發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形時產(chǎn)生的應(yīng)力，它的穩(wěn)定程度以及剛度。

第3章主梁參數(shù)化模型的建立3.1主梁選取材料的屬性根據(jù)《起重機(jī)機(jī)械設(shè)計規(guī)范》能夠得出，普通碳素鋼是起重機(jī)的主要采用的金屬。普通碳素鋼Q235其延展性適中，性能居中，整體來說，性能比較好經(jīng)常被用于橋梁和隧道等很多地方。也可以用在一些其他領(lǐng)域，制造要求不是很高的零件或裝備中，例如最常見的螺栓、螺釘?shù)冉饘俳Y(jié)構(gòu)，都很常用這種金屬進(jìn)行制造。其有關(guān)特性如下表所示：表2Q235B特性表鋼的名稱材料的密度屈服強(qiáng)度σ抗拉強(qiáng)度σ泊松比μQ2357.80(g/)235Mpa0.33.2橋架模型的簡化在橋式起重機(jī)的情況下，某些結(jié)構(gòu)可以簡化，以促進(jìn)建模，例如某些制造桿和局部加固板。這些結(jié)構(gòu)對主梁的強(qiáng)度和剛度影響不大，在結(jié)構(gòu)分析中可以忽略不計。在簡化的同時，必須遵守某些規(guī)則，并確保簡化的部分不影響結(jié)構(gòu)本身的分析精度，并確保結(jié)果有利于安全。1.由于電氣設(shè)備和減震器的尺寸較小，在有限元模型中沒有考慮到它們。.此外,如默認(rèn)是視為一個軟件構(gòu)件焊接成品連續(xù)焊接的焊接,但作為一個不連續(xù)的實際生產(chǎn)過程中,計算結(jié)果精度會受到損害。如果所有的模型是在鋼筋梁,這主要是精簡。2.起重機(jī)的主桁內(nèi)部有橫向和縱向的鋼筋，主要功能是提高主桁的穩(wěn)定性。局部受力條件的影響較大，但對整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度的影響較小。在對起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的過程中，反復(fù)進(jìn)行模型計算比較的結(jié)果是，在梁上設(shè)置隔板比較接近現(xiàn)實。3.在建立三維模型的時候，不去考慮運(yùn)行時各種零部件的大小，而是考慮在運(yùn)行過程中質(zhì)量的分布情況。不用去考慮主梁兩端和橫梁連接的部分的變化，也不考慮到中間厚度的變化。在實際生產(chǎn)中，主梁兩端中間的厚度應(yīng)更厚，而當(dāng)小車坐落在主梁上時，在分析靜應(yīng)力和應(yīng)變時，可按主梁兩側(cè)的腹板厚度計算。3.3主梁三維模型的繪制箱梁結(jié)構(gòu)，主要由上、下端蓋和兩側(cè)的腹板組合而成，以及不同長度的橫梁，內(nèi)部部分結(jié)構(gòu)如圖3-4，整體結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。圖3主梁箱體內(nèi)部簡化結(jié)構(gòu)圖4主梁整體模型3.4主梁施加約束有限元中，為了保證結(jié)果的正確性，需要對模型施加與實際情況相適應(yīng)的制約。本文對橋式起重機(jī)的主梁進(jìn)行了分析，其約束對象是支承面的端梁，即車輪的端梁。需要約束的四個支撐面具有6個自由度，即在x、y、z方向上的平移自由度和在x、y、z方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。本研究基于實際情況，采用了充分受限的方法如圖：圖5主梁兩端施加約束3.5網(wǎng)格劃分本文對該橋式起重機(jī)的主梁進(jìn)行了分析，采用整體網(wǎng)格分割的方法確定了各構(gòu)件的網(wǎng)格尺寸。為提高計算速度，將主梁的上翼端板、隔板、上翼端板、下翼端板大致劃分為網(wǎng)格，并將主梁與端梁的連接部分劃分為網(wǎng)格。分割網(wǎng)孔時，既考慮了網(wǎng)孔的尺寸，又考慮了整體檢查和加載的方便性，不必要的部分不詳細(xì)分割。橋式起重機(jī)模型網(wǎng)格如圖所示。圖6主梁大體網(wǎng)格劃分圖7主梁連接處網(wǎng)格細(xì)分

第4章橋式起重機(jī)主梁的有限元分析4.1主梁載荷分析4.1.1自重載荷對于自重負(fù)荷，一般會分為兩個類別。首先第一類指的是因為主梁自身的重力而導(dǎo)致一定的承載，在電器中的部件和在滅火時使用的工具等比較常見。第二大類指的是，由于匯集在一起和產(chǎn)生了一定的承載。其組成部分主要是：和其相搭配的一些工具或者是控制臺等組成。對自重負(fù)荷相關(guān)數(shù)據(jù)的計算時，會被其中物體的在向上或向下進(jìn)行移動的情況下，對其所涉及的主梁會造成一定的后果。綜上所述就需要其所設(shè)計的起重機(jī)本身的質(zhì)量設(shè)在考慮范圍之內(nèi)。在進(jìn)行自重載荷測量的時候，需要乘系數(shù)φ1，φ1稱為上升時本身重量造成的沖擊載荷[58]，φ1=1±a，0<a<0.14.1.2起升載荷大多數(shù)情況下，在進(jìn)行上升載荷的取值時，旨在不超過其所能承受的最大重量范圍內(nèi)所能承受的最大重量，在具體情況中，對重物進(jìn)行向上或向下移動的時候，會對起重機(jī)的主梁產(chǎn)生另外的動載作用。當(dāng)起重機(jī)在提起重物的時候，瞬間產(chǎn)生的起升載荷需要定義一個新的動載系數(shù)φ2，系數(shù)φ2Vaφ2=φVa>φ2=φ以上公式:Va—工作狀態(tài)不再改變時的速度β2—在吊取貨物時的級別系數(shù)從相關(guān)文獻(xiàn)資料中查詢出：Va≤0.14.2主梁慣性分析4.2.1橋式起重機(jī)常見的作業(yè)工況主要分為以下幾種：第一種作業(yè)時的情況：大車或者是小車，它們的原理都是一定的，但能保證小車在正常的跨度下運(yùn)行的情況下。橋式起重機(jī)在沒有重物的情況下所能承載的重量。因此這個工況下的組合就是：首先是大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的重量，小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的所能承受的靜止壓力和其他相關(guān)結(jié)構(gòu)的重量。第二種作業(yè)時的情況：可以把大車機(jī)構(gòu)的位置確定下來。并且可以把小車放在大車的主梁上的中間位置，當(dāng)時在小車裝載了規(guī)定的重量的情況下，還是依舊運(yùn)行。因此在這種情況下，我們通常有采用如下的組合：有大車的橋架重量，小車子可以利用計算相關(guān)的數(shù)據(jù)來確定其在水平方向的慣性力除此之外其他結(jié)構(gòu)的重量{59}。第三種作業(yè)時的情況：這種工況下采用大車不動小車動。把小車固定在主梁的一邊，并且向其施加一定的重量使其向上或向下的移動。這是采用的組合為大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)本身的重量，小車在運(yùn)動情況下，所產(chǎn)生的壓力和其他相關(guān)結(jié)構(gòu)的重量。第四種作業(yè)情況：這種情況是當(dāng)大車在工作中進(jìn)行緊急剎車或者不動的情形下進(jìn)行啟動，并且小車這時正處在中間位置，所受到的額定載荷也要考慮進(jìn)去。故這種情況下的組合是：大車在工作時緊急剎車或減速裝置產(chǎn)生的慣性力，或者當(dāng)在靜止?fàn)顟B(tài)時發(fā)生瞬時啟動，小車在工作時其自身對橋架產(chǎn)生的壓力，還包括一些其他裝置的質(zhì)量。4.2.2慣性力理論計算在這里主要分析的情形大致包括這些：位于中間位置的小車平穩(wěn)地減速往下落，而此時，大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)也在較為穩(wěn)定作業(yè)。當(dāng)起重機(jī)它的大車部分瞬時開始運(yùn)作，另一種情況是在緩慢減速時，起重機(jī)開始瞬間運(yùn)行起重機(jī)的組成部分以及它原有的重量在此時會引起一種和地面平行的慣性力，這種力方向與主梁垂直，它的大小為：PH=φ其中m—假象力出現(xiàn)時刻的重量；a—大車機(jī)構(gòu)在作業(yè)時的加速度，在此取值a=0.19m/φ5—表示在與地面平行的方向發(fā)生振動后的動載系數(shù)，其值的范圍在1~2，一般取平均值為1.5n0n—大車車輪總數(shù)；μ—在運(yùn)行軌道上的摩擦系數(shù)。一般軌道平面的時候取0.14；當(dāng)軌道上有砂的時候取0.25。4.2.3慣性力作用下主梁有限元分析本文把研究的主梁結(jié)構(gòu)假設(shè)成簡支梁類型，在施加載荷前，對主梁的兩端用夾具進(jìn)行固定，一端是全方位固定，另一端固定x、y方向【60】，然后主要分為兩種情況進(jìn)行有限元分析，第一種，當(dāng)假設(shè)只有自重載荷82000N時，第二種是假設(shè)在受到起升載荷和作業(yè)時受到的與地面平行方向的慣性載荷。把這些載荷分別作用在主梁上某個位置時，所分析出的結(jié)果如圖所示（此時重力加速度的值取9.82m/只受自重載荷應(yīng)力圖和施加慣性載荷應(yīng)力圖分別如下圖：圖8只受自重載荷應(yīng)力圖圖9施加慣性載荷應(yīng)力圖只受自重載荷位移圖和施加慣性載荷垂直位移圖分別如下圖：圖10只受自重載荷位移圖圖11施加慣性載荷位移圖根據(jù)起重機(jī)相關(guān)手冊和文獻(xiàn)表明，在工作過程中小車位于梁的中間的時候，它本身及其組成部分所產(chǎn)生的自重載荷以及承受的載荷引起的豎直向下的彎曲程度有一定的規(guī)定。當(dāng)起重機(jī)的工作級別為A6時，根據(jù)要求yL≤L/800，代入相應(yīng)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)果，本文設(shè)計的主梁是A6級別，得出它的豎直方向的靜止彎曲程度極限是：yL=2由有限元分析出的應(yīng)力圖能得出，只受自重載荷時的應(yīng)力極限為2.012×106MPa；當(dāng)受到水平方向的慣性壓力時，這是它的應(yīng)力極限也發(fā)生了變化，其值為4.3主梁風(fēng)載荷的分析4.3.1風(fēng)載荷的分類風(fēng)的力量對升降機(jī)的機(jī)器產(chǎn)生的影響，可以分為能工作的壓力和不能工作的壓力，起重機(jī)在戶外作業(yè)的時候，安全放在第一位，大部分危險發(fā)生是受風(fēng)載荷作用時，發(fā)生傾斜。風(fēng)荷振動一般會造成整體起重機(jī)安全，本文準(zhǔn)備對風(fēng)荷影響的研究{61}。平均風(fēng)和脈東風(fēng)主要形成兩種風(fēng):平均風(fēng)相當(dāng)于正常下，脈東風(fēng)會振動。4.3.2風(fēng)載荷的計算起重機(jī)有很多類型是常年需要在露天環(huán)境下作業(yè)，不可避免的是有惡劣天氣，比如遭受風(fēng)的沖擊時，查找起重機(jī)相關(guān)文獻(xiàn)和規(guī)范可以得到風(fēng)載荷的值：PW=CKqA式中：C為由風(fēng)產(chǎn)生力時的系數(shù)，進(jìn)行施加風(fēng)載荷的過程中，要去想正對著風(fēng)帶來壓力的梁面和風(fēng)吹不到的梁的背面，這兩部分所承受的風(fēng)壓是不同的，根據(jù)主梁的構(gòu)造及迎風(fēng)面積的大小有著很大的關(guān)系。綜合多方面結(jié)構(gòu)考慮和相關(guān)設(shè)計規(guī)范此箱型梁的風(fēng)力系數(shù)取1.3；K為在不同高度風(fēng)的壓力所變化的系數(shù)，此處K=1。4.3.3風(fēng)壓p的計算風(fēng)速度的變化也會導(dǎo)致風(fēng)壓的大小不一樣，我們可以簡單地把風(fēng)壓理解成風(fēng)通過速度產(chǎn)生的能量大小然后把它等同于施加在主梁上的壓力，有相應(yīng)的風(fēng)壓計算公式：p=0.632V2在分析的過程中，盡可能的貼合實際，在戶外工作時估算出它的最大的風(fēng)壓，這里假設(shè)風(fēng)速大小為22.8m/s，代入公式中可以得出此狀態(tài)下風(fēng)壓328.5N/m4.3.4迎風(fēng)面積A的計算可以根據(jù)起重機(jī)的有關(guān)知識得到，基于起重機(jī)主梁表面的所有受風(fēng)處和對主梁承受最大危害的方向豎直反射給出的投影面積來分析。在這個過程中，起重機(jī)側(cè)面所受到的風(fēng)帶來的壓力是最大的施壓因素，也是對主梁最不利的。因為主梁的結(jié)構(gòu)是對稱的，并且兩部分平板的面積相同，那么我們可以依照著上面作業(yè)面積的防風(fēng)效果。前后作業(yè)面積的大小存在著這樣的關(guān)系:A=A式中：A1μ表示這兩個緊挨著的面板，它的前板對后板折減系數(shù)，這次計算中取μ的值為0，由此得出A=A14.3.5風(fēng)載荷作用下主梁有限元分析對主梁施加風(fēng)載荷進(jìn)行有限元分析，除此之外，下圖分析的主梁是包括了自重載荷和起升載荷對各個組成部分受載時的狀況，這里取g=9.82圖12添加風(fēng)載荷生成的應(yīng)力變化圖圖13添加風(fēng)載荷生成的位移圖變化從上面給出的相關(guān)計算方法可以得出豎直靜彎曲程度的極限是：yL=41.2mm，而通過simulation的分析進(jìn)行施加風(fēng)載荷后得出的能承受應(yīng)力極限為201.153Mpa，4.4本章小結(jié)（1）增加橫向慣性載荷，能夠很好地反映出當(dāng)主梁受自重載荷時分析出的結(jié)果，使結(jié)果更