基于Solidworks的桥式起重机主梁有限元分析

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桥式起重机的大梁横跨于跨间内-定高度的专用轨道上，可沿着轨道在跨间的纵向移动 ，在大梁上布置有起升装置，大多数起升装置采用起重小车，起升装置可沿着大梁在跨问横向移动，外观像是-条金属的桥梁，所以人们称为桥式起重机。桥式起重机也俗称天车”。本文采用三维设计软件 solidworks分析了目前在研究桥式起重机中存在的问题，对桥式起重机的主梁进行了建模和相应的理论计算，然后对其进行有限元分析 ，找出了主梁容易发生疲劳损伤的部位，为以后设计、运行与维护提供理论依据 I。

1研究对象尽管桥式起重机的类型繁多，但其基本结构是相同的。桥式起重机主要由大梁 ，起升装置，端梁 ，大梁行走机构 ，起升装置行走机构 ，轨道和 电气动力 ，控制装置 等构成。主梁变形-般是指主梁上拱严 重减少和残余下挠(空载时，起重机主梁低于水平线的下挠值 )，这对起重机的安全使用和承载能力都将产生严重影响，甚至可能发生人身和设备事故，所以主梁变形与设备安全密切相关，应引起设备管理人员，有关领导及天车、起重工的重视 叫。本文所研究对象的技术特性表和材料分别在表 1，表 2中列 出。

表 1 技术特性表最大起升钢板重量 1 2500Kg1 2500Kg最大起升高度 1 5000mm速度 主起升 7.9m/min小车运行 37.4m/min起重机运行 91.3m/min总质量 79915Kg跨度 S38m电动机功率 主起升 48kw小车运行 5.5kw起重机运行 2×19kw表 2 材料特性表Q235-B属性 数值 单位弹性模量 2.1e01 1 N/m泊松 比 O.3 不适用抗剪模量 7.9e1 01 N/m质量密度 7800 Kg/m。

张力强度 40000000 N/m屈服强度 235000000 N/m热导率 43 W/(m·K)2基于 Solidworks的三维建模2.1桥式起重机主梁三维参数化设计方法 Solid-works是windows环境下的三维机械 CAD软件。采用windows用户界面，具有三维 CAD软件-贯提倡的易用性、高效性和功能强大，完整的提供了产品设计的解决方案。目前，使用solidworks软件进行参数化建模的主要技术特点是：(1)基于特征～某些具有代表性的平面几何形状定义为特征 ，并将其所有尺寸存为可调参数，进而形成实体，以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造。②全尺寸约束～形状和尺寸联系起来考虑，通过尺寸约束来实现对几何形状的控制。③尺寸驱动设计。通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变，尺寸参数的修改将导致其他相关拈中的相关尺寸的全盘更新。采用这种技术的理由在于它能够彻底的克服自由建模的无约束状态，几何形状均以尺寸的形式而被牢牢地控制住141。

2.1.1基于尺寸驱动的参数化建模。基于尺寸驱动的参数化建模通过对模型的几何尺寸进行修改实现对图形的修改。它是应用最为广泛的建模方法 ，也是最基本的方法。事实上，无论其余的方法利用什么来改变图形，基本上都是通过几何尺 寸的改变来实现的。

2.1.2基于约束驱动的参数化建模。在维持几何约束关系不变的前提下，通过约束值的修改实现系统的变化，几何约束驱动本质上是-个集合实体约束满足的过程，它通过-定的约束规划和推理方法实现集合实体的空间定位。基于几何约束的参数化建模用几何约束来表达产品模型的形状特征，定义-组参数以控制设计结果，从而能够通过调整参数来修改设计模型。产品模型的修改通过尺寸驱动实现，通过给定的几组参数值，实现了系列零件或标准件的自动生成。约束的引入使对设计 目标依赖关系的描述成为可能。

2.1.3基于特征的参数化建模。基于特征的参数化建模综合运用参数化特征造型的变量几何法和基于生成历程法这两种造型方法实现特征的构造和编辑。基于特征的参数化建模是新型的CAD建模方法，是 CAD/CAPP/CAM的热点研究方向。

本文根据桥式起重机主梁的结构特点 ，在桥式起重机主梁参数化建模中，利用参数修改法建模和 solidworks本身的特征建模。

22模型图 本 文主要设计的是桥式起重机的箱型主梁。箱型结构由上下盖板和两个腹板构成-个箱体，箱内还有横隔板和纵横长短筋板，模型图如图 1所示。

图 1 主梁三维模型图3受力分析31 自重载荷 自重载荷 主要分为两大类 ，-类是均284