履带式起重机臂架有限元分析

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履带起重机是广泛应用于国民经济各领域的-种起重设备，随着我国经济建设的发展，对其需求量越来越大，对其性能的要求也越来越高。履带式起重机臂架是履带式起重机的重要组成部分 ，它是靠电动机驱动来完成物料吊卸的空间桁架结构，其设计水平的高低直接影响整机的工作性能。以前起重机设计多采用以力学与数学为基础的半理论半经验设计法 ，设计过程重复、周期长、精度低 ，设计出的产品粗大笨拙 ，己难以适应市场需要。而起重机臂从架作为起重机的工作装置 ，在起重机产品的设计内容中处于核心地位 ，其传统的设计方法又往往是依据材料力学中的许用应力校核原理得出的，真正分析的对象仅仅是臂架结构的截面形状和面积等参数。由于受工作量限制，该方法只能验算几个在理论上认为是危险的截面 ，计算的精度从建莫始就受到限制 ，不仅工作量很大并且具有-定的盲目性 ，已不能适应由激烈市澈争造成的最短周期产品设计的要求。

目前国内外广泛应用大型有限元软件ANSYS对起重机的初始设计方案进行有限元分析，校验设计方案中是否存在问题，为起重机设计提供理论基础，从而使其结构参数符合起重机设计规范要求。采用有限元分析的方法进行机械产品的设计计算将会极大地提高设计效率、保证其设计质量。设计者只需借助通用有限元软件建立模型并进行仿真分析 ，就能真实地反映机械产品的尺寸外形特征和工作过程，并进行各种类型的力学分析 ，尽早发现设计缺陷，从而有效地缩短研发周期 .降低生产成本 ，使产品的结构和性能更加合理。本文应用有限元软件ANSYS对履带式起重机臂架结构进行快速校核分析。

1.臂架结构的载荷分析结合相关设计标准和工程经验，起重机臂架静强度分析计算时需要考虑的主要载荷如下。

1.1.在变幅平面内，臂架为铰接外伸梁，臂架与平台相连处简化为固定铰支座 ，变幅钢丝绳下铰点处简化为可动支座，外载荷包括吊重、臂架自重、变幅绳拉力、起升绳拉力，如下图a所示。

1.2.在回转平面内，臂架下端-侧简化为固定铰支座 ，另-侧简化为可动铰支座，外载荷包括风载、水平惯性力、回转惯性力，如图1所示。