强夯起重机臂架结构有限元分析及优化

针对强夯起重机臂架实际工况下的应力集中、结构冗余等问题,以某新型强夯起重机为分析对象,采用UG NX及其Nastran模块建立三维模型,有限元分析计算确定多种工况载荷,得到强夯起重机在静载和动载荷作用下的位移和应力分布情况,确定应力集中和结构冗余部位,通过优化设计改善结构应力分布,减轻臂架质量并提高其力学性能。对起重和脱钩工况的优化结果表明,臂架最大应力和最大位移分别减少12.5%和6.99%,臂架质量减轻2.36%。

基于Ansys Workbench的平头塔式起重机臂架结构优化分析

由于臂架是平头塔式起重机质量占比较大的结构,对整机的性能影响至关重要,故对臂架结构进行优化设计可大大提高整机的工作性能。为此,文中采用许用应力法完成对平头塔式起重机臂架结构的初步设计计算,并对整机工作环境进行分析,了解起重臂架的工况,并使用Ansys Workbench软件对臂架进行静力学分析,以通过求解得到的应力云图和形变云图验证臂架结构设计计算的强度和刚度。另外,对起重臂架进行模态分析,获取结构自身前六阶的固有频率和振型,为结的故障诊断和预警提供了可靠的理论依据。在保证结构强度和刚度的前提下,通过对起重臂架各弦杆截面进行优化,从而降低臂架自重,提升材料的利用率,为起重臂架的轻量化设计提供参考思路。

超高层建筑工程内爬塔吊附着装置方案优化

介绍了深圳星河雅宝高科创新园三地块项目超高层塔楼内爬塔吊附着装置方案的优化。原方案中内爬塔吊通过传统形式的牛腿附着在核心筒墙体上,承重梁与牛腿焊接,使得塔吊荷载造成的墙体的面外弯矩较大、墙体钢筋用量较高。同时,由于焊接和切割工作量大,承重梁安装和拆除效率也较低。为解决这一问题,对几个不同附着装置方案进行了对比。通过有限元计算得到了各方案的墙体面外弯矩,并计算了墙体钢筋用量。结果表明,采用销轴连接和滑动牛腿的方案,可以有效地减小墙体的面外弯矩,减少墙体钢筋用量。同时由于省去了焊接和切割工作,安装和拆除承重梁的时间大幅减少,减少了塔吊爬升操作占用的工期。

汽车起重机转台有限元分析与结构优化

以80 t汽车起重机的转台为研究对象,对其进行有限元分析和结构优化。应用ANSYS Workbench软件建立汽车起重机转台有限元分析模型,根据汽车起重机实际工作状态,确定两种典型工况,分析汽车起重机转台的应力分布和变形规律。以汽车起重机转台应力分布规律为基础,对汽车起重机转台的结构进行优化,并对优化后的结构进行有限元分析验证,由此实现汽车起重机转台减轻质量,降低成本,提升强度与刚度。

动车组内端门吊装结构强度计算及优化设计

高速列车内端门的强度是车辆设计的重要内容,直接关系到车辆的安全运行。本文利用Hypermesh软件对动车组内端门吊装结构进行有限元建模,然后利用ANSYS软件对动车组内端门吊装结构在4种工况下通过有限元分析进行了静强度仿真计算,计算结果显示各工况的最大应力值均超出其材料的许用应力。因此对原模型进行方案修改,计算结果显示各个部件最大应力均未超过其对应材料的屈服强度,且安全系数均大于1。从而得出内端门各零部件满足设计要求,进而得出该内端门吊装结构的强度符合使用要求。并利用HyperStudy软件对内端门结构进行尺寸优化,计算结果表明,优化后的动车组一位端内端门吊装结构不仅使变形变小而且兼顾了轻量化,取得了较好的优化效果,为工程设计人员的结构设计及改进工作提供了有益的经验。

提升机主轴装置结构应力应变场数值模拟及优化分析方法

针对现役单绳缠绕式矿井提升机主轴装置的人孔周边、主轴和卷筒上不时有裂纹产生的问题,提出了综合利用Pro/E、HyperMesh、ANSYS等软件来构建其三维实体模型、分析其应力应变场,将OptiStruct软件用于主轴装置人孔结构的优化设计中,以解决其薄弱环节问题,确保其在正常工况下安全运行的现代设计方法。研究结果表明:计算结果与主轴装置常见故障基本一致;人孔周边应力减小约26.7%。该研究成果已被企业设计部门成功应用于JK型提升机主轴装置的人孔结构和主轴轴承台阶处的设计,在实际运行过程中取得了较为满意的效果。

塔式起重机结构有限元模型修正的响应面方法

为提高塔式起重机(塔机)的修正效率,提出了一种基于响应面的有限元模型修正方法。在合理的修正参数选取和试验设计基础上,拟合得到结构响应与修正参数之间的显式函数关系以替代传统的有限元模型,通过迭代优化实现机械结构的有限元模型修正。以悬臂梁及塔机为例,实现了基于响应面法的有限元模型修正,并对比了不同响应面模型的拟合精度和修正效果。分析结果表明,利用响应面模型替代复杂的塔机有限元模型进行结构有限元模型修正可以极大地提高计算效率和修正精度。同时,对于塔机结构,基于二次多项式响应面的模型修正相较于基于高斯径向基函数响应面的模型修正能获得更好的修正结果和修正效率。

基于有限元分析的单立柱堆垛机结构优化与改进

针对单立柱堆垛机结构受力复杂,刚度要求高等特点,文章运用有限元分析方法对单立柱堆垛机进行建模及静力学分析,并对单立柱堆垛机截面尺寸进行优化设计,使优化后立柱刚度提高40%左右,达到了在安全范围内降低了制造成本,提高了堆垛机的工作性能和使用寿命。

基于ANSYS的4500T浮式起重机主梁结构优化设计

为了进一步提高4500T浮式起重机的整体结构性能,减少主梁设计过程中存在的尺寸过大和材料浪费问题,基于ANSYS软件进行了起重机主梁结构的优化设计。选取4种常用单杆截面作为优化对象,将梁结构的截面尺寸作为优化变量、梁端部总位移和梁内节点最大应力作为状态变量、主梁总体积作为目标函数。首先建立了数学优化模型,然后基于ANSYS软件进行了浮式起重机主梁的优化与分析,最后确定了起重机主梁结构及其尺寸的优化方案。优化结果表明:与其他3种截面梁相比,在满足结构和安全性要求下,空心圆截面梁方案最优,有助于提高产品结构性能和经济性。

塔式起重机塔身有限元分析

塔身是塔式吊车的重要组成部分,利用大型有限元软件ANSYS对某塔式起重机塔身进行工作及非工作状态分析计算,得到了塔身工作及非工作状态总位移分布云图、各种状态下塔身当量应力分布云图;根据分析结果对其结构进行了优化,有效控制了可能出现的危险,增强了设备的安全性。

三峡升船机工作门启闭机机架结构拓扑优化与设计改进

三峡升船机下闸首工作门采用液压启闭机启闭。若按照传统方法设计启闭机机架,虽然安全,但结构自重大。采用有限元分析软件对机架结构进行静力学分析,获得结构折算应力的分布情况,再通过机架的结构拓扑优化,以结构的自重作为目标函数,得出了结构刚度最大情况下体积减少25%的材料分布伪密度分布。在此基础上,兼顾结构的制造性要求,通过改变局部结构形式、增删加强筋、改变板材厚度等手段对机架结构进行了设计改进。改进结果不仅充分满足了强度、刚度要求,且有效降低了结构的自重。

特大型汽车起重机臂架结构起升动特性分析

根据１６０ｔ特大型汽车起重机臂架的结构特点和起升工况，建立了合理的力学模型，运用有限元法对其结构进行了动特性分析，为该产品的开发和设计提供了理论依据．

集装箱侧面吊起重机构优化设计

以集装箱侧面吊理想工况工作条件下机构力学分析为基础 ,建立了特殊工况工作条件下起重机构优化设计数学模型 ,编制了优化计算程序 ,进行了结构优化设计 ,并分析了该特殊工况危险状态下吊臂的强度。通过样机应力测试结果与优化设计结果的对比分析 ,为结构的进一步优化提供了依据 。

基于ANSYS的塔式起重机底座强度分析

底座是塔式吊车的重要组成部分,它的结构是否合理将直接影响着整个塔式吊车的平稳运行。因此应用ANSYS有限元分析软件,对非工作状态下底座应力与变形情况进行了分析计算,得到了底座整体等效应力和局部应力的计算结果;从应力计算结果可知:斜拉杆联接部位销钉和耳片是底座的危险点,因此对其进行进一步模拟分析,根据分析结果对其结构进行了优化,有效控制了可能出现的危险,增强了设备的安全性。

大型浮吊船体的结构设计和强度评估

针对目前国内外市场对大型浮吊的迫切需求,本文以现行具备世界上最大单机起重能力的浮吊——7500t"蓝鲸"号浮吊为研究对象,针对该浮吊的工作性能要求进行了中剖面设计,并根据CCS规范校核该浮吊船体结构的主要纵向构件尺寸以及总纵强度。在此基础上,建立该浮吊船体结构的三舱段有限元模型,针对浮吊的各种典型工况进行船体结构强度的评估分析,同时提出了结构优化设计的合理化建议。本文的研究成果对同类型浮吊船体的结构优化设计具有参考意义和实用价值。

绳牵引单轨吊运人车结构分析及优化

以绳牵引单轨吊运人车为研究对象,建立了运人车简化模型,通过有限元软件分析了运人车框架各主体结构的应力和应变情况,并对其结构进行了优化。结果表明:优化前运人车整体变形较小,框架立柱、横梁、耳座等5处连接部位出现应力和应变集中现象,其余部位满足设计要求;优化后的运人车5处危险部位的变形、应变和应变均有所减小,最大应力减小为224.4MPa,满足设计要求。分析结果为绳牵引单轨吊运人车的设计提供了重要依据和参考。

桁架起重机主梁强度分析与结构优化

文中通过对某门型起重机主梁力学特性的分析,考虑主梁起吊工作载荷是在主梁轨道上的移动载荷,应用有限元软件ANSYS对现有主梁进行了强度分析,计算分析结果表明其强度过于富裕,进而以主梁几种主要型钢结构参数设计变量,运用ANSYS APDL语言编制了结构优化程序,主梁结构优化结果表明,其应力分布更加合理,最大应力下降4.8%,整体重量下降16%,最大挠度上升50%,仍然符合设计标准。

浮吊臂架的支管连接部结构优化设计

起重臂架是浮吊施工作业的重要执行机构,其设计优劣对于整个结构的安全性和可靠性具有重要意义。针对万吨级浮吊研发项目中12 000 t起吊质量对臂架结构的重载荷要求,利用有限元分析了支管连接部的结构强度,从增大支管直径、壁厚,添加臂架箱型梁内部隔板等3个方面来优化结构设计,最终得到了既满足强度要求,又尽量减少臂架增重的设计方案。

基于UG的起重机结构有限元分析和优化

利用UG/NX对通用桥式起重机进行三维零部件建模,并对各个零部件进行装配,利用UG/NX软件的CAE模块对起重机整机进行有限元结构分析,研究分析结果,找出其中有问题或者不合理的结构,对不合理的结构进行优化改进,再对优化后的结构再次进行分析,验证优化结果。为起重机的设计提供一个新的设计思路。

基于有限元分析的起重机主梁结构设计与优化

以32T门式起重机箱型主梁为研究对象,运用经典强度理论对主梁进行结构设计,并利用NX完成其三维实体建模,导入ABAQUS有限元软件中进行静力学分析,对小车满载运行至主梁跨中和悬臂端两种工况进行静强度和刚度分析。在此基础上,对主梁截面的几何参数进行优化处理,并对其优化后的力学模型进行模态分析,提取其前6阶模态固有频率及振型,分析主梁工作中产生的振动情况,验证优化结果,研究成果可为起重机金属结构的设计和改进等提供良好的参考依据。