胡勇

（云南省印刷物資公司,云南 昆明 650032）

5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)是橫架在車間、倉(cāng)庫(kù)以及料場(chǎng)相關(guān)結(jié)構(gòu)之中，對(duì)物體開展吊裝工作，是現(xiàn)階段使用范圍較為廣泛的起重設(shè)備。由于特殊的受力結(jié)構(gòu)，它的力學(xué)特性與傳統(tǒng)吊裝設(shè)備有所不同。如果采取傳統(tǒng)的力學(xué)分析方法，很難對(duì)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)中各截面的應(yīng)力大小與方向進(jìn)行評(píng)估，同時(shí)繁瑣的計(jì)算與分析模式難以真正做到受力分析的準(zhǔn)確性。為了確保其始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)受力數(shù)據(jù)的高效分析，文章以ANSYS軟件為起點(diǎn)，在全面分析5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)整體布局與技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上，以科學(xué)性與實(shí)用性的原則作為分析框架，對(duì)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)各環(huán)節(jié)進(jìn)行全面分析。

1 5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)布局與技術(shù)參數(shù)分析

5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)整體布局與技術(shù)參數(shù)的明確，在一定程度上為工作人員明確力學(xué)結(jié)構(gòu)與布局，逐步明晰有限元分析的重點(diǎn)與難點(diǎn)，為開展有限元分析工作提供了必要的引導(dǎo)。

5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)由主梁、端梁、小車、走臺(tái)欄等幾大部分組成，這種結(jié)構(gòu)在很大程度上滿足了目前起重吊裝工作的基本要求，降低了大宗貨物的運(yùn)輸難度。同時(shí)由于5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)在運(yùn)行前，為了確保運(yùn)行的流暢性，需要技術(shù)人員對(duì)載荷進(jìn)行計(jì)算，通常情況下，可以將載荷劃分為3類：常規(guī)載荷、偶然載荷、特殊載荷，具體來(lái)看5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的常規(guī)載荷主要是重力、驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)設(shè)備以及結(jié)構(gòu)位移變形引發(fā)的載荷，偶然載荷則主要是由于5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)在風(fēng)、雪以及溫度變化情況下導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)行偏斜，這種載荷一般在強(qiáng)度計(jì)算過程中，才進(jìn)行考慮。特殊載荷是在非運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)的風(fēng)載荷以及碰撞載荷等。通過對(duì)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)以及載荷類別的分析，為有限元分析工作的開展創(chuàng)造了極為便利的條件，分析人員可以從整體結(jié)構(gòu)以及載荷層面出發(fā)，構(gòu)建起有限元分析模型，全面分析梳理5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的整個(gè)載荷。

2 5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元分析所遵循的原則

（1）有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)中的應(yīng)用必須要遵循科學(xué)性的原則。只有從科學(xué)的角度出發(fā)，對(duì)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的相關(guān)內(nèi)容、有限元分析的定位以及具體職能，進(jìn)行細(xì)致而全面的考量，才能夠最大限度地保證有限元分析來(lái)滿足5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的客觀要求，才能夠以現(xiàn)有的技術(shù)條件與操作方式為基礎(chǔ)，確保有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)中實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效。

（2）有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)中的應(yīng)用，必須要遵循實(shí)用性的原則。由于5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)涉及領(lǐng)域較多，工作類型內(nèi)容多樣，信息數(shù)據(jù)繁多，為了適應(yīng)這一現(xiàn)實(shí)狀況，確保有限元分析在5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)操作中的有效應(yīng)用，就要盡可能的增加有限元分析維護(hù)應(yīng)用方案的兼容性，減少?gòu)?fù)雜冗余環(huán)節(jié)對(duì)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)中有限元分析維護(hù)活動(dòng)的不利影響。因此有限元分析以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用流程必須進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，降低操作的難度，提升有限元分析應(yīng)用方案的實(shí)用性能，使得在較短時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行有效化操作，保證5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的順利開展，提升現(xiàn)階段5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的質(zhì)量與水平。

3 5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元分析模型的構(gòu)建

有限元分析模式在5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)構(gòu)建，需要分析人員在厘清其整體結(jié)構(gòu)與載荷的情況下，以科學(xué)性與實(shí)用性的原則為引導(dǎo)，從多個(gè)維度出發(fā)，逐步形成一個(gè)全面、完整的有限元分析模型，為開展后續(xù)的優(yōu)化工作創(chuàng)造條件。

（1）有限元分析建模。在有限元建模的過程中，需要使用三維模型，通過三維建模這種操作，能夠?qū)τ绊懾?fù)載評(píng)估結(jié)果的倒角與倒圓角等因素進(jìn)行清除，最大程度地保證了計(jì)算與分析結(jié)果的有效性。主梁翼緣板以及腹板中加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的主要作用在于提升5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并且加強(qiáng)筋對(duì)于主梁的靜態(tài)剛度以及靜態(tài)強(qiáng)度的影響較小，基于這種實(shí)際情況，在有限元分析模型構(gòu)建的過程中，可以對(duì)加強(qiáng)筋進(jìn)行選擇性忽略，以此提升5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)建模工作的便捷性。從實(shí)際情況來(lái)看，5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)主梁上的小車軌道對(duì)靜態(tài)剛度以及靜態(tài)強(qiáng)度的影響較大，在構(gòu)建有限元分析模式的過程中，工作人員要在科學(xué)性原則的指導(dǎo)下，對(duì)小車軌道以及小車進(jìn)行客觀分析，確保整個(gè)分析過程中的完全性。同時(shí)構(gòu)建有限元分析模式的過程中，要取消端梁上驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中不影響主梁以及端梁強(qiáng)度的分析活動(dòng)，借助于端梁結(jié)構(gòu)單元中的beam4組成載荷傘模擬驅(qū)動(dòng)輪銷軸，使得有限元分析活動(dòng)貼合5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)運(yùn)行工作的實(shí)際要求，為后續(xù)起重機(jī)調(diào)整工作的開展創(chuàng)造便利條件。

（2）有限元建模操作。5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元建模操作，需要使用SoildWorks軟件建立起雙梁橋式起重機(jī)三維實(shí)體模型，三維實(shí)體模型構(gòu)建完成之后，將三維模型以x_t的格式進(jìn)行保存，將保存好的文件導(dǎo)入到Workbeanch之中，進(jìn)行網(wǎng)格化切分處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)三維模型的細(xì)化處理，最后，將有限元模型導(dǎo)入到ANSYS之中，并在分析過程中，將邊界條件進(jìn)行設(shè)置與計(jì)算，推動(dòng)有限元分析工作的有序開展。由于5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)在結(jié)構(gòu)上具有一定的對(duì)稱性，使其載荷分布也呈現(xiàn)出一定的對(duì)稱性特征，基于這種實(shí)際情況，為了提高5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元分析工作的效率，工作人員需要在實(shí)用性原則的指導(dǎo)下，對(duì)整個(gè)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元體系中靜態(tài)強(qiáng)度以及靜態(tài)剛度去計(jì)算，采取一半對(duì)稱分析結(jié)構(gòu)，通過這種方式，大大避免了冗余環(huán)節(jié)對(duì)于有限元分析工作的影響，提升了有限元分析工作的效能，避免了分析周期過長(zhǎng)給5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)運(yùn)行帶來(lái)的不利影響。

（3）5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元單元類型的設(shè)置。為了確保5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元單元類型設(shè)置，采用Solidl86以及Solidl87作為框架進(jìn)行單元模型的搭建，在此過程中，技術(shù)人員可以選用六面體作為主導(dǎo)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，通過這種方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型中邊界條件的確定，例如在端梁中間位置添加symmetry B.C結(jié)構(gòu)，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行客觀分析。使其充分滿足實(shí)際的分析要求。此外，為了便于進(jìn)行計(jì)算與分析，還需要工作人員開展靜力學(xué)分析工作，在力學(xué)分析的過程中，技術(shù)人員要在厘清5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的整體結(jié)構(gòu)與受力特性的基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)框架進(jìn)行全面梳理，使得工作人員對(duì)于5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的受力情況有一個(gè)較為直觀、完整的認(rèn)知，為后續(xù)優(yōu)化工作的開展創(chuàng)造了極為便利的條件。

5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)工作負(fù)擔(dān)較大，在運(yùn)行過程中承受較大的載荷。為了有效控制載荷，避免載荷過大對(duì)整個(gè)起重機(jī)結(jié)構(gòu)的破壞，工作人員可以根據(jù)有限元分析的數(shù)據(jù)，對(duì)起重機(jī)整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)框架進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)始終處于良性的運(yùn)作狀態(tài)，在提升相關(guān)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及抗應(yīng)力能力的同時(shí)，最大程度地提升了5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的運(yùn)行效能，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，對(duì)于運(yùn)輸?shù)跹b工作的基本要求。

總之，5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)有限元分析的開展是一個(gè)系統(tǒng)化工作，為了確保有限元分析工作的有序進(jìn)行，文章在全面分析5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)與受力載荷的情況下，從科學(xué)性原則與實(shí)用性原則出發(fā)，對(duì)有限元分析模型的構(gòu)建活動(dòng)進(jìn)行明確，實(shí)現(xiàn)了對(duì)5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)受力結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

[1]厲樂樂.5t-22.5m雙梁橋式起重機(jī)的有限元分析[J].機(jī)械工程師，2014,（6）：172-174.

[2]崔磊，楊江偉.雙梁橋式起重機(jī)承載能力與疲勞強(qiáng)度分析[J].商品與質(zhì)量：消費(fèi)研究，2015,（8）：170.

[3]曹旭陽(yáng)，李震，湯秀麗，孫健.輕型橋式起重機(jī)主梁焊接縫疲勞壽命影響因素分析[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，2015,（2）：34-38.

[4]郭炳磊.通用型QD10-22.5橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)的有限元分析[J].廣西大學(xué)，2016,（10）：19-20.

[5]李婷婷.橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)分析及多目標(biāo)優(yōu)化[J].中北大學(xué)，2016,（11）：190-111.