基于ANSYS的QH60全回转架梁起重机整机结构有限元分析.doc

摘要

由于架梁起重机结构复杂，工作状况下有多种载荷，并且需考虑多种组合工况，这样就导致使用有限元进行架梁起重机整机结构分析费事费力，容易出错，从而影响了有限元技术在架梁起重机中的进一步发展应用。

论文以QH60全回转架梁起重机整机结构为研究对象，运用子结构分析技术对大型起重机械整机结构进行静态分析和动态分析。结合参数化建模，实现了整机金属结构的强度、刚度、稳定性和模态分析。

论文主要由三个部分组成——理论、建模、工况计算与分析。

理论部分包括：有限元法的基本理论、子结构分析技术理论、屈曲分析理论、模态分析理论等。

建模部分包括：利用ANSYS/APDL语言的特点实现结构模型的参数化，同时采用了多种单元耦合、刚性区域、耦合方程以及其他的合理简化等建模技术，其实例对结构复杂、规模庞大、涉及多种单元的有限元分析具有一定的启示作用。

工况计算与分析部分包括：结合实际作业过程中的三种主要载荷工况，对架梁起重机进行静态分析，对该起重机进行相应的强度和刚度校核；并按照《起重机设计规范（报批稿）》的设计规范对该起重机的臂架进行稳定性计算，利用ANSYS软件对臂架主、副弦管的截面分别变化等情况进行屈曲分析比较；最后对该起重机进行模态分析，从而为起重机的整体结构设计提供重要的参考。

关键词：全回转架梁起重机，子结构分析技术，参数化模型，模态分析。

ABSTRACT

Becauseofthecomplicatedstructureandmutiloadconditionsandcombinationworkingmodesofrotating-beamcrane,theFEManalysisofwholestructureisverydifficult.Itiseasytoproduceerrorsandmuchcomputingtimewillbespended.SothefurtherapplicationofFEMisaffectedinthedesignoftherotating-beamcrane.

Inordertoslovesuchproblems,inthispaper,themethodofsubstructureanalysisisused.BasedoncomputationofthewholestructureofQH60rotating-beamcraneandwiththehelpofparameterizedmodeling,theanalysisofstrength,stiffness,stabilityandmodalisdone.

Thispaperismadeupofthreeparts——theoryintroducing,modelingandworking-processsimulation.

Theoryintroducing:FiniteElementtechniquetheory,substructuretechniquetheory,bucklingandmodalanalysistheoryandsoon.

Finiteelementmodeling:TheparametersofthemodelhavebeenachievedthroughtheANSYS/APDLfeatures.Themethodofmuti-elements,rigidregion,coupledequationsandothermodelingtechnologyisadoptedforsimplifyingthecomputingmodel,whichcanprovideshelpforthecomputingofthelargeandcomplicatedstructureinpracticalengineering.

Working-processcomutation:Basedonthreecombinationloadconditionsoftherotating-beamcrane,thestaticanalysisandtherelatedcheckingofstrengthandstiffnessaredone.Moreover,thejibstabilitycalculationisdone