基于ABAQUS铸造起重机主梁模态分析

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作为铸造行业的重要起重搬运设备，铸造起重机在铸造行业发挥着重要不可替代的作用。其频繁地启动、制动；重物的突然起升与卸载；复杂的生产环境都会产生其剧烈的振动。如果在工作过程中产生共振，致使起重机坍塌，装有钢水的坩埚坠落，其后果不堪设想。

随着计算机技术的发展，有限元软件被广泛用于起重机设计中，获得较为准确、可靠地数据，为起重机的设 计 生 产 提供 重 要 的数 据 依 据。本 文 采 用ABAQUSll 软件依照 GB3811.20082 对 YZS14060起重机的主梁结构进行模态分析，建立其主梁金属结构动态模型3j。提取其前 10阶模态的固有频率及其相对应的振型。避免系统在工作中产生共振与有害振型。因此，对主梁进行模态分析关系到。

2 模态数学模型在对主梁的动力学分析中，物体的模态参数由固有频率与振型组成。这两个参数主要由物体的结构 、质量和硬度决定。因此，可根据自由振动基本微分方程 对其分析：MX(t)CX(t)KX(t)F(t) (1)式中： 为质量矩阵；C为阻尼矩阵；K为刚度矩阵；X为位移向量；F(t)为作用力向量；T为时间。

由于此结构阻尼较小，对固有频率与振型影响较小，故可忽略不计。因此当F(t)0时，方程变为：MX(t)KX(t)0 (2)结构 自由振动时，结构上的各个节点做简谐振动。各点的位移为：X(t)A·sin( 0) (3)(t)- 。A.sin( ) (4)式中：4为自由振动时各节点的振幅向量。

将式(3)，(4)代入式(2)中得：M K 0 (5)式(5)是关于广义特征值 的 n次方程，o9对应于每-阶固有频率。

3 主梁的基本结构YZS14060起重机主梁采用箱型结构，如图 1、图2所示。其跨度为 L22 m。上、下盖板材料为 16Mn，厚度为 16 mm；左、右腹板材料为 16 Mn，厚度为10 mlTI；隔板材料为 Q235-B，厚度为 10 mm。

I I l [ 由 [1 If 1i ll ll I 1 V I l图1 主梁结构收稿日期：2013-06-04作者简介：郭 峰(1975-)，男，山东滕州人，工程师，主要从事机械相关产品的设计研发及检验工作。