桥式起重机主梁快速设计系统的研究与应用

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桥式起重机作为实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备，广泛应用于工业生产的各个领域。

在经济快速发展的今天，起重机的种类和个性化需求也随之增加，给起重行业带来了新的挑战。而其机构形式较为稳定的特点，又导致设计师将大部分时间花在重复产品的设计上，延长设计周期 ]。

在三维软件的支承下研究变型设计、参数化快速设计，开发相应的软件，将设计师的知识经验编制成相关的程序与三维软件相结合开发基于知识的参数化快速设计系统，能很好地解决企业所面临的问题。设计计算是产品设计的关键依据，将 CAD技术应用于机械零件的设计计算中，避免了人工干预设计经验的加入，改变了繁琐的人工计算和检索，使缺少设计经验的设计师设计出来的产品和经验丰富的设计者相差无几，提高了产品的开发效率和质量。

建立桥式起重机主梁的设计计算与校核程序，通过对 SolidWorks的二次开发，将从人机交互界面获得的设计参数导入模型并对其驱动 ，得到新的三维模型 ，然后对生成的工程图进行调优 ，最终用于指导主梁的生产过程。

1 主梁的设计计算1.1 组合梁的截面设计当型钢梁不能满足承载能力或使用条件时，应采用组合梁。工程机械中箱型组合梁是应用最多的，当梁的跨度比较大时，采用变截面设计。其中截面高度、腹板尺寸、翼缘板尺寸是设计关键口～。

梁的最大高度应满足机械总体布置的要求，根据给定值确定，如果未给出则不受限制。梁的最小高度应满足由静挠度控制的刚性条件，即与载荷(集中载荷或分布载荷)、截面尺寸和跨度有关。实际选用梁的高度时，还要满足经济梁高，即按经济条件确定的截面高度应使梁的翼缘和腹板的总重量最小，最终使梁高 h与经济高度 h 相差不超过 2O 9，6，这样对总重量的影响最少咖。

腹板的高度，1。稍小于梁高矗，-般为 -1.03h。，并依据钢板规格，-般取 10的倍数。腹板厚度应根据经验公式计算，使其满足抗剪强度和局部稳定性的要求。

确定了腹板尺寸后，通过从梁截面惯性矩中减去腹板部分的惯性矩得到翼缘所需的惯性矩，从而求得翼缘所需截面积，而该截面积是由翼缘的宽度和厚度决定的。翼缘宽度要根据整体和局部稳定性的条件确定。

1.2 加劲肋的布置及其构造设计加劲肋的布置方式应根据《钢结构设计规范》中提供的有关腹板局部稳定性的验算方法来确定。针对腹板高厚比符合的条件来分析相应的情况，加劲肋分为间隔加劲肋和支承加劲肋。前者作用是加强腹板，在平面平稳的前提下，要求具有较大的宽厚比以提高抗屈曲能力；后者为了承受固定集中载荷作用处和梁的支座处的集中力 j。

1.3 计算载荷类型及载荷组合计算载荷分为常规载荷、偶然载荷和特殊载荷，针对起重机的工作环境与要求，在计算载荷时应考虑相关的载荷系数，包括自重振动载荷系数、起升动载系数和运行冲击系数。应根据起重机工作时遇到的实际情况考虑不同的载荷组合类型5]。

收稿日期：2012-06-O1；修网日期：2012-08-2O作者简介：徐伟军 (198s-)，男，河南开封人，助理工程师，本科，主要从事机械设计工作。

2013年 第 j期 机 械 工 程 与 自 动 化 · 8l ·果，帮助确定高误差的区域，如图7所示。通过这些区域显示 ，模型通过在吸震材料上以及隔热材料 内板之间部分进行加密网格，可以提高结果的质量。

图 7 误差结果分布示意图5 结论本文将 ANSYS软件运用于车顶稳态传热温度场分析，通过对车顶施加导热、对流边界条件能够模拟出符合实际情况的车顶温度变化规律，得出热量在传递过程中由于车顶隔热材料的导热系数较小，在车内外温差与传热面积相同的情况下，通过的热量越小，隔热效果越好。故对高速客车车顶稳态传热温度场的深入研究，是进行客车车体隔热壁热工性能研究的根本环节，能为提高高速客车隔热保温性能提供参考数据和设计依据。