起重机卷筒疲劳分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

起重机卷筒是起重机中重要的装置之-，其作用是缠绕钢丝绳，提供牵引力，完成重物提升的任务。由于起重机卷筒系钢丝绳多层缠绕，所受应力非常复杂，所以在实际使用过程中，卷筒会有开裂、塌陷、开焊或连接螺钉断裂等现象。

同时，在长期使用过程中产生的应力疲劳、应变疲劳和接触疲劳均容易引起零件的失效。因此，在理论设计的基础上对卷筒结构进行疲劳寿命分析对评估零件的疲劳性能有很好的指导意义。本文在对起重机卷筒进行结构静力学分析的基础上，应用UG NX软件进行卷筒的疲劳寿命分析。

1 结构静力学分析1.1卷筒模型的设计为使中心轴不承受工作时的弯矩，将驱动齿轮与卷筒固联后安装在轴上 ，本文不考虑齿轮的设计问题，只设计卷筒模型，如图l所示，卷筒材料为40CrNiMoA，屈服强度61 178MPa，卷筒总长L500mm，卷筒直径d200mm，壁厚al8mm，钢丝绳选用直径为l lmm的规格，其许用拉力F24549N，钢丝绳缠绕节距t13mm。

1.2 受力分析起重机卷筒的受力情况很复杂，主要包含钢丝绳缠绕时对卷筒的径向压力、中间支撑轴的反向应力、动力装置通过驱动齿轮传递到卷筒上的力，这里将模型做-些简化。模型简化就是对实际物理模型进行适当处理，通过抑制或者删除图1 起重机卷筒模型那些对实际问题研究没有影响或者影响很小的特征，从而减少模型的特征数，达到降低网格单元总数、缩短计算时间的目的 。卷筒上的扭转应力较小，可以忽略不计” ～卷筒中间与轴承连接的两凶视为滚动轴承连接，中间圆柱考虑钢丝绳缠绕时对卷筒壁的压应力，认为是在均布外压力的作用下 J，其均布载荷径向压力：2fgi 18·88MPa该力是影响筒壁强度的重要因素 〖虑到第二层，第三层钢丝绳缠绕时会引起前面钢丝绳拉力和径向拉力的降低，以及同-层钢丝绳在缠绕过程中各绳圈对拉力的相互影响，引入系数As，做如下计算 ：鼋： 鼋lAs 18。88× 互.45 27.38MP盘1.3 网格划分和有限元分析在UG NX软件中进入高级仿真拈，选取材料，设置单元属性，并选用4节点四面体单元进行模型网格划分，单元大小设置为5mm。网格划分成功并检查无失败单元后，在模型上设置边界条件和施加载荷，将卷筒中间孔约束定义为只绕轴收稿日期：2012-12-31作者简介：赵伟 (1988-)，男，)llA，在读硕士研究生，研究方向为数字化设计与制造。