门式起重机刚度强度的有限元分析
2000t门式起重机结构有限元分析
为结构 优化 和参数 修改 提供 方便 。 为 了提 高计算 精 度 ，个 别部件 的网格划 分很 细 ，尤其 是柔 腿 与与主
梁 连接 处 ，模 型 的节点 共 ８ ８ ７ ，单 元 ８ １２ 。 ４ ３个 ６４ 个 由于柔 性铰 是按 额定 载荷选 择 的外 购件 ，本文 采用
一
图 １ 结 构 示 意 图
同刚度的虚拟单元模拟铰接 ，可使数学模型大大简 化 。柔性 铰与 主梁 可相 对转 动 ，大车走 行 的各级 均
衡 梁可绕 连接 轴转 动 。有 限元模 型如 图２ 所示 。
刚一 柔方式 ，其 中柔 腿与 主梁用 柔性 铰连 接 ，以
３ 工况分析和有 限元计算
Ｆｉ ｔ ｌｍ ｅ ｔ ａ ｌ ｓｓ ｆ ２ ０ ｔ ａ ｔ ｙ ｒ ｎｅ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｎｉｅ ｅ ｅ ｎ ｎａ ｙ ｉ ｏ ０ ０ ｇ ｎ ｒ ｃ ａ ｔ ｕ ｔ ｅ
Ｚ ＮＧ － ｕ ＨＡ Ｑｉｇ ｉ
１ 总体 结构 形式
中铁 股 份 公 司 南 方 装 备 基 地 需 要 配 备 ２台
行 速度 ０～２ ｍ／ ｎ ２ ｍｉ 。南 方 装 备 基地 位 于 广 东 中山
市 火炬 开 发 区 马鞍 岛东 六 围 ，１ 作状 态 最 大 风力 ７
级 ，非 工作状 态达 １级 。 １ 该 起 重 机 由双 主梁 、刚性 支腿 、柔性 支 腿 、 柔性 铰及 走行 机构 、吊梁小 车 、电控 系统等 组成 ， 主要 结 构均采 用箱 梁形 式 。主梁 与支腿 的连 接采 用
２０ｔ ０ ０ 轨道 式 门式 起 重 机 ，用 于 港 珠 澳 大桥 ８ ｍ、 ５
１０ ｍ、１３ １ ５ ｍ大型 钢 箱梁 厂 内搬 运 和 吊装装 船 。该
2000t×87m门式起重机有限元分析
２１年 期（ 第１ 期 杌 巍 ０ 第３ 总 １ ）・ ２ ９ 院 与 应重 机 有 限 元 分 析 ０ ０ｘ ７
范 平， 李 晨， 张纯禹， 徐鹤霖 ， 王德保
２４ ７ ） １ １４ （ 无锡源清 高新技 术研 究所有限公司 工程仿 真与分析 实验室， 江苏 无锡
向刚度 ， 每 ５ 主梁 ｍ有 横 隔板 ， 主梁 总长 ９．５ 高度 ６３ｍ， 为 ９５ ．ｍ。为有 效评 估 、 优化 该起 重 机 的结构 ， 立 了 建 详 细 的三维 有限元模 型 ， 模型完 整考虑 了大梁 、 该 刚性 腿 内部 的箱梁结构 ， 因此除可对强 度 、 刚度 进行 可靠 的 评 估外 ， 对箱梁结构 的局部稳定性 进行 了计算 。 还
度为 ７５ ｇｍ ， ８０ｋ／ 弹性模量为 ２０ Ｐ ， １Ｇ ａ泊松 比０ ３ ．。 ２ ２ 载荷 和边界 条件 ． 由于篇幅有限 ， 仅以一典型工况做分析 ： 主小车
距 离柔腿 ２ ｍ， ５ 副小 车距离 主小 车 １ ｍ处 。如 图 ２ ０ 。
ｉ ，车 ｌｌ ｌ， 主小 车
度为 ８ ｍ， ７ 高度为 ８ ．ｍ。柔腿采用铰链 式连 接 ， ０５ 刚 腿 采用 固定 连接 ， 单侧 支腿 下面 采用双 轨道 。主梁 采 用 双梁 门结 构 ， 两根 主梁 截 面 为 箱 型 ， 具有 较 大 的横
Ａｂ ｔａ ｔ ｅａｌｄ ｔｒｅ ｄｍｅ ｓ ｎ ｌｆ ｉ ｌｍｅ ｔ ｄ ｌｉ ｃ ｎ ｔ ｃｅ ｎ ｈ ｔ ｎ ｔ ｈ ｔ ｎ ｓ ，ｔｅ ｓａ ｉｔ ｎ ｓｒ ｃ ：Ａ ｄ ｔｉ ｈｅ — ｉ ｎ ｉ ａ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｅ ｏ ｎｅ ｍｏ ｅ ｓ ｏ ｓｒ ｔｄ ａ ｄ ｔｅｓ ｅ ｇｈ，ｔｅｓｉ ｅｓ ｈ ｔｂｌｙ ａ ｄ ｕ ｒ ｆ ｉ
基于ANSYS的门式起重机有限元分析及结构优化
６ ５ ｒｍ ５． ５ ａ
计算 Ｔ况 ５ ：起重 机为 非 工 作状 态 ，小 车 空 载 位于跨 巾 ，大 车 固定 于 轨 道 上 ，１ １级 风 ，风 载 方 向平行 于 主梁 。 整机 的结构 自重 由 ＡＮＳ ＹＳ系统 计 算后 自动 给
八３考 虑 ，故垂 直静 挠 度 应 不 大 于 Ｓ／ ０ 。该 起 ７０
小车 位 于 左 极 限 位 置 时 最 大 应 力 ，
Ｍ Ｐａ；
重机跨 度 Ｓ＝６ ）ｍｍ，ｓ ７Ｉ＝８ ． ｍｍ，所 以结 １ （） ５（ ／ ｛ｔ ７ ９ （
构静 刚度 满足 要求 。
［］一 ｄ
材料 的许 用应 力 ，ＭＰ 。 ａ
ｆ Ｓ ７０ ￣ ／０ （） ５
３ 结构 优 化
３ １ 优化 方 法选择 ．
３ ４ ２ 静 刚度 约束 条件 ．．
式 中 ． － 跨 中 垂 直 静 挠 度 ，ｍｉ ； ，一 － ｉ ｌ
通 过 ＡＮＳ ＹＳ对 门式 起 重 机 金 属 结 构 的分 析 ，
Ｓ一 门式 起重 机跨 度 ，ｍｍ。
１６ ０
建氙机拭
作 次数很 少 ，在计算 起 重机 由额 定起 重量 和小 车 白 重在 主梁跨 中引起 的垂 直 静挠 度 时 按 二 作 级别 Ａ２ ｒ
～
式 巾 Ｏｍｘ —小 车 位 于 跨 中 时 最 大 等 效 应 力 ， ＇ａ １ — ．
Ｍ Ｐａ；
（ ／ ｘ－ ＂ ］ ｍａ － ） ＇
２ Ｍ Ｐａ。 ５７
该起 重机 有关 计算 参数 如下 ： 小 车 自重 ６ ５ Ｏ ｇ １ ｌｋ ； 结构 总重 ５ ５ ８ ｋ ； ｏ ９ Ｏ ｇ
门式起重机结构强度有限元分析
前言对龙门起重机结构进行分析计算的传统设计方法，不仅公式繁多，而且因为对力学模型进行了过多地简化，造成计算结果的不准确，使得在保证结构正常工作的前提下，整机重量较大，产品的性价比较低，市场竞争力较弱。
而有限元分析方法可在三维建模的基础上，真实地反映龙门起重机复杂的载荷情况，因此近年来在起重机设计中的应用越来越多。
1有限元分析（1）有限元模型龙门起重机由起升机构、小车运行机构和装卸桥组成。
装卸桥是起重机的重要组成部分，其安全可靠性直接决定着起重机的工作能力和工作质量，对起重机进行结构强度分析主要是对装卸桥进行分析。
装卸桥由刚性支腿、柔性支腿和主梁组成，这些结构件都是用钢板焊接而成的箱体，内部用钢板形成网格状骨架来增加桥的强度。
装卸桥零件主要是板形和梁形，故采用壳体和线来建模。
由于装卸桥零件比较多，如果采用过多的单元类型，划分网格时会因为不同单元之间的过渡引起单元畸形，影响分析的精度。
所以在有限元模型中，主要采用SHELL63单元和BEAM188单元。
装卸桥板型零件采用SHELL63单元。
SHELL63既具有弯曲能力，又具有膜力，可以承受平面内荷载和法向荷载，包含应力刚化和大变形能力，比较符合装卸桥板型零件的实际受载情况。
梁形零件采用BEAM188单元。
BEAM188单元是一个三维线性（2节点）有限应力梁，该单元适用于线性，大旋转和大应变非线性分析，包括应力强化，比较符合装卸桥梁型零件的实际受载情况。
忽略抓斗和小车的形状，把它们简化为质点，采用质量单元MASS21。
起重绳索采用LINK10单元，为了模拟重物提升过程中重物自重和重物动载荷的影响，重物采用质量单元MASS21。
装卸桥采用Q235，材料密度为7800kg/m 3，弹性模量为2×1011Pa ，泊松比μ＝0.3。
有限元模型的节点数17756，单元数21801，模型质量316t ，接近装卸桥实际质量320t 。
（2）载荷与边界条件装卸桥所受到的载荷主要有：①装卸桥额定载荷为10t ，取动力系数1.25。
24MN门式起重机有限元分析
维普资讯
第 １ 期 １
杨克修 等 ：４ ２ ＭＮ 门式起 重机 有 限元 分析
一ｌ ９一
球铰支座进行 了简化 ， 螺栓联接和球铰 支座待整体分析完成后 ， 改变模型中 自重载荷 以及 吊绳约束点的约束方 向即可得到 。
提取相关参数采用 Ｃ ＴＡ软件建立局部模型进行分析 。 ＡＩ 其它结 构未做过多简化 。
２ ＭＮ 门式起 重机 有 限元 分 析 ４
杨克修 薛金保 。 李景 乐ｚ 李清刚 ２ 方 彪 ２ （武汉大学 动力与机械学院， 武汉 ４０ ７ ） ： ３ ０２ （ 中国石油第一建设公司， 洛阳 ４ １２ ） ７０ ３
Ｔ ｅ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ｏ ｈ ４ＭＮ ｇ ｎ ｒ ｒ ｎ ｈ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｆ ｒ ｅ ２ ｎｅ ｔ ａ ｔ ｃａ ｅ ｙ
３ 模型建立
以下以单 门 １ ＭＮ ６ ｍ工况为例 ， ２ ／４ 说明有限元分析模型的 建立 。
图１ 门式起重机整体结构示意 图
每个单 门刚架 由两 个格 构式柱 和一 个箱型 主横梁通 过螺
★来稿 日 ：０６— ３ １ 期 ２０ ０ — ３
起 重机整体 结构分析选用 Ａ Ｓ Ｓ有限元 分析软件 。建模 ＮＹ 时 ，对横梁与柱 的螺栓联接 、各 柱节问的螺栓联 接以及 门架 的
． 母 － ■ ； ■ 跫－｛ ， －。 ｔ 篮毒 ‘ ‘ Ｉ
１ ４． Fra bibliotek１４
． ，
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１１ ．
１ 缆风 ４ 绳融 力
一 ～ … …
（） ２ 横梁主吊耳板 应力 分布见图 ４ 吊耳根部有严熏应力集 ，
中 ， 应力高达 １４ Ｍ ａ 为此， 综合 １５ Ｐ ， 加大吊耳部分的宽度和厚度 ，
超高门式起重机有限元分析及抗倾覆稳定性计算
要保 证 门机在 满载 工作 状态 和空 载非 工作 状态
下 结构 安全 可靠 ， 须对 其 在 各 状 态 下 的结 构 强 度 必
及 稳定 性 进 行 分 析 校 核 。 由 于 起 重 机 结 构 的 复 杂
性 ， 用传 统手 工计 算 很 难 得 到 准 确 的强 度分 析计 应
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｌｆｉ ｉ ｆｇ ｎｔ ｙｃ ａ ｅ ｉ ０ ｍ ， ｈｉｈ ｉ ｏｗ ｉ ｇ ｅ ｅ ｔ ｄｏｎ ｔ ｅｌ ｗ ｉｅ ｒｄ ｅ ｈｏ — — ｓｒｃ ： ｉｔｎｇ ｈｅｇｈｔｏ ａ ｒ ｒ ｎ ｓ ５ ｗ ｃ ｓｎ ｂｅｎ ｒ ｃ ｅ ｈｅ ｙ ｌｏ ｒｖ ｒ ｂ ｉｇｅｏｆＤ ｚ ｕ Ｄａ
Ｓ Ｍ ｉｅ ， ｓｓ Ｍ ｕ ｔｐ ｅ ｓ ｃ ｏ ｐ ｉ ｔ ｌ ｌ ｅ ｔ ｎ ｏ ｎ ｓ ｉ ｉ
贴合 ， 故支 腿 底 部 在 Ｘ 方 向的平 动 被 约束 ； ）由于 ２ 车 轮 与轨道 之 间不 允 许 有 相 互 脱 离 ， 支 腿 底部 端 故 面 在 ｙ 方 向的平 动被 约束 ； ）由于支 腿在 承受 压力 ３
新技 术新 工艺
２１ ０ ２年
第 ８期
超 高门 式起 重机 有 限元 分析 及抗 倾 覆稳 定性计算
张 莹洁 ， 永 前 ， 翠 兰 ， 齐 代 高艳 东
（ 中铁 一 局 集 团 建 ． 机 械 有 限公 司 ， 西 西 安 ７ ０ ５ ） Ｔ － － 陕 １ ０ ４
摘
要 ： 大铁路 黄 河 大桥 架设 用 门式起 重机 吊装要 求起 升 高度 为 ５ ｌ如 此 高的起 升 高度 提 高 了 德 ０ ｒ， ｆ
基于ANSYS的26t桁架门式起重机有限元分析
基于ANSYS的26t桁架门式起重机有限元分析ANSYS是一个强大的有限元分析软件，适用于各种结构和材料的工程分析。
本文将结合ANSYS对一种26t桁架门式起重机进行有限元分析。
首先，我们需要建立起重机的CAD模型，并对其中的主要构件进行网格划分。
在此过程中，需要注意选择适当的网格密度以及网格类型，以确保分析结果的准确性和计算效率。
接下来，我们可以使用ANSYS加载程序对起重机进行分析。
在分析过程中，需要考虑外部载荷、材料特性、约束条件等多个因素。
具体来说，一个26t桁架门式起重机外部受力主要包括起重物自重、物体运动时的惯性载荷、环境风力载荷等。
在有限元分析中，我们通常会使用强度计算模型、位移计算模型，以及模态分析模型等多种模型来模拟实际物理情况，并对构件的强度、刚度、自振频率等重要性能进行评估。
在对26t桁架门式起重机进行有限元分析过程中，可以得到以下结果：1. 刚度和强度分布特性：在外部载荷作用下，起重机各部件的刚度和强度分布情况可以得到精确的数值描述，以便进一步计算构件的应力、应变、位移等参数。
2. 位移和变形分布特性：起重机各部件在受力下的变形和位移情况可以得到全面而掌握性的分析结果，帮助了解结构的可操作性和稳定性。
3. 自然频率分布特性：进行模态分析时，可以得到起重机各个部件的自然振动频率以及振动模态分析等信息，帮助了解起重机在使用过程中的自身振动特性和在外部环境影响下的响应。
基于上述分析结果，可以为26t桁架门式起重机的设计、制造和使用提供可靠的依据。
同时，我们还可以在ANSYS上进行优化设计，比如可以在起重机中添加一些支撑结构、加强拉杆等措施，以及选择更优良的材料，来增强其强度和稳定性。
总的来说，利用ANSYS进行26t桁架门式起重机的有限元分析，有助于解决实际施工过程中可能存在的安全隐患，提高施工效率和工程质量。
对于一台26t桁架门式起重机的有限元分析，需要收集的数据包括起重机的CAD模型、材料力学参数、外部载荷等多个方面的数据。
MG50型门式起重机主结构有限元分析
MG50型门式起重机主结构有限元分析1.引言门式起重机是一种常见的用于装卸货物的起重设备，其结构简单，使用方便，经济实用。
MG50型门式起重机是一种常用的门式起重机型号，广泛应用于工矿企业、港口码头等领域。
本文通过有限元分析的方法，对MG50型门式起重机的主结构进行分析，探讨其受力情况和结构强度，为设计和优化门式起重机提供参考。
2.MG50型门式起重机主结构介绍MG50型门式起重机是一种双梁门式起重机，主要由主梁、横梁、立柱、抱杆等部件组成。
主梁是承载和传递荷载的主要构件，横梁连接在主梁两端，起支撑作用，立柱支撑主梁和横梁，承受其重量和荷载传递。
抱杆连接在主梁和横梁之间，起稳定作用。
主结构的合理设计和优化对提高门式起重机的工作效率和安全性具有重要意义。
3.有限元分析模型建立在进行有限元分析前，需要建立MG50型门式起重机的有限元模型。
首先对门式起重机进行建模和网格划分，然后设置荷载和边界条件，最后进行有限元计算。
通过有限元分析软件进行模拟计算，得出主结构的受力情况和应力分布。
4.分析结果与讨论通过有限元分析，得出了MG50型门式起重机主结构的受力情况和结构强度。
主梁在起吊货物时承受的弯矩、剪力和轴向力分布均较均匀，符合设计要求。
横梁和立柱在荷载作用下也保持稳定，未出现明显的应力集中现象。
抱杆的受力情况也符合设计要求，起到了良好的稳定作用。
5.结论通过对MG50型门式起重机主结构的有限元分析，得出了主结构在荷载作用下的受力情况和结构强度。
分析结果表明，MG50型门式起重机主结构设计合理，受力均匀，具有良好的结构强度和稳定性。
在实际应用中，应注意对主结构的定期检查和维护，确保门式起重机的安全运行。
综上所述，有限元分析是一种有效的分析方法，可以为门式起重机的设计和优化提供重要参考。
今后的研究中，可以进一步探讨不同荷载条件下的受力情况，优化设计参数，提高门式起重机的工作效率和安全性。
门式起重机金属结构总成有限元分析
130研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2019.04 (下)门式起重机是货物堆场、建筑工地、车间及码头等场合应用比较广泛的一种货物装卸设备，目前这类起重设备正向大型化、高速高效化、高安全、高可靠性、节能、低故障率等方向发展。
这对设备的力学特性与自身重量提出了较高的要求，自身重量直接影响了设备的制造与使用经济性。
门式起重机金属结构总成是整个设备的关键部件，是设备的骨架，支撑设备上的所有零部件及承受吊载货物的重量，其重量约占整个设备重量的60%以上，主要由主梁、端梁、鞍梁、拉杆、支腿、下横梁组成，这些部件均为力学性能良好的箱形结构，根据本类设备的受力特性与使用工况，内部还设置了若干加强隔板与筋板，确保力学性能优良，使用时安全可靠。
所涉及的起重机为双悬臂结构，一侧悬臂为10m ，另一侧悬臂较长，达到了23m ，在长悬臂侧还设置了双向拉杆，以增强长悬臂侧主梁的受力性能。
本结构特点的起重机金属结构总成，若在设计时仍采用传统的力学计算方法对各组成部件或整体进行强度、刚度及整体稳定性计算时，很难直观地反映每个位置及整体结构的受力特点，特别是内部筋板位置，这样就很难准确地把握本结构的力学特性与自重之间的关系，影响了设备的整体制造经济性与使用经济性，从而降低了市场竞争力。
而有限元分析方法就具有建模方便快捷、计算结果准确、直观形象，使设计人员能准确直观的查看出各位置的力学情况，提高了产品的安全性与设计效率的同时还便于产品的优化，从而降低了产品的生产与使用成本。
采用专业有限元分析软件ANSYS 对某型号门式起重机金属结构总成进行整体结构强度与刚度分析，直观形象地验证本结构的设计合理性，找到优化方向，提升整个设备的经济性和市场竞争力。
1 设备主要性能参数额定起重量45t，双主梁双向拉杆结构、跨度30m ，小车轨距16m ，大车基距17m，起升高度12.5m，左悬臂长10m，右悬臂长23m，小车总成重49t ，各部件材料为Q235B 。
基于有限元法的门座起重机结构强度分析报告
基于有限元法的门座起重机结构强度分析报告本文基于有限元法对门座起重机结构进行强度分析，旨在评估结构的强度和稳定性，为更好地设计和维护门座起重机提供依据。
1. 强度分析方法有限元法是一种广泛应用于工程结构分析的数值方法，其基本思想是将结构离散化为有限数量的元件，将每个元件的力学特性用数学模型表达，通过计算这些元件之间的相互作用得到整个结构的力学行为。
本文采用有限元法对门座起重机结构进行强度分析，并通过有限元模拟软件进行计算和模拟。
2. 结构模型和分析参数门座起重机结构模型采用三维有限元模型，包括钢桥、起重机梁、斜帆杆、拉杆、塔柱和地基等部分。
在分析中，设置了风荷载、自重荷载、工作荷载等参数，以模拟门座起重机在不同状态下的受力情况。
3. 结果与分析通过有限元模拟软件对门座起重机进行强度分析后，得到了门座起重机结构的受力分布和应力云图等结果。
结果表明，在风速为20m/s时，门座起重机结构的最大应力位于钢桥部分的焊缝处，达到了207MPa；在工作荷载下，起重机梁的最大应力达到了180MPa。
综合分析得出，门座起重机结构在风荷载和工作荷载下受力较大，需要重点加强其钢桥、起重机梁和斜帆杆等部分的强度和稳定性。
4. 结论本文通过有限元法对门座起重机结构进行强度分析，得到了门座起重机结构的受力分布和应力云图等结果。
综合分析结果表明，在风荷载和工作荷载下，门座起重机结构的钢桥、起重机梁和斜帆杆等部分的应力较大，需要加强其强度和稳定性，以确保门座起重机的安全性和稳定性。
通过本次强度分析，可为门座起重机的设计和维护提供依据，并保障其运行和使用的安全性和可靠性。
相关数据是指与门座起重机结构强度分析有关的参数和结果数据。
针对门座起重机结构的强度分析，主要包括以下数据：1. 结构参数：包括门座起重机结构的几何参数，如钢桥、起重机梁、斜帆杆、拉杆、塔柱和地基等部分的尺寸、形状、材质等。
2. 荷载参数：包括门座起重机在运行和使用过程中所受的各种荷载，如风荷载、自重荷载、工作荷载等。
2400t门式起重机有限元分析
+91@%GG 0A6MG %
元离散横梁各腹板%翼缘板%隔板%加强肋及柱
3 有限元建模
上节平台等结构*!!"采用梁单元离散柱主肢等
3@2 坐标系确定 结构*!/"采用杆单元离散柱缀条及缆风绳等结
为保证有限元分析结果中力和应力方向的一 构$为与真实钢丝绳的约束效果相同#计算时根
%
单门(’@ ’F%#( -%F%!
横梁与柱上节端板粘接#柱节与节之间的端
单门G"@ -/"!# -G"!’
板粘接#以模拟螺栓连接*柱下节采用多个刚度
双门-!@ G%%FG F(#FG
很大的杆单元近似模拟球铰*约束缆风绳与地面
门
G"@ %%($-! !’$%G !’$’’
-!@ %-"$-G //$-# /($’’
双(’@ %-!$#/ /%$’F /%$#-
门
G"@ %"!$"- !!$’- !!$-(
-!@ F$FG ($F(
(’@ %"$-- #$F"
G"@ %/$"# -$F%
图5 横梁腹板左右最外侧3孔
!
% &’ $ 边应力集中
根据 起重机设计规范 梁的挠度 &7
$ $ !"$’DP1
外水平方向位移@@ 水平方向位移@@
下节处’满足强度要求#
-!@ !GG$F# !/$/" 梁的强度
单门 4@5
(’@ %"!G$"" !F$’( 考虑 $ 工况 !其他工况与此相似"’
2400t门式起重机有限元分析
而且设计计算方法比较传统并缺乏足够的经验 。
本文通 过有 限元 结构 分析 ，对 ２ ０ ｔ ４０ 门式起 重 机 的强度 和 刚 度 进 行 校 核 并 根 据 计 算 结 果 分 析 该 起重 机 危 险 截 面 和 薄 弱 节 点 ，提 出 相 应 的改 进 方
法 和建议 。
工作要求可组合 的柱高度 Ｈ＝５ ＋２ ，１ ２ （＝０ ， １ ） ｆ架 跨度 ９ ２ ４。 － Ｉ ， ｍ， 主 吊耳 中心 距 ６ Ｏ ，ｍ。 双 门工 作 时 ，２门架 间距 可根 据 实 际工 况 确定 。
元 离 散横 梁 各 腹 板 、翼 缘 板 、隔 板 、加 强 肋 及 柱 上节 平 台等 结 构 ；（ ） 采 用 梁 单 元 离 散 柱 主 肢 等 ２ 结构 ；（） 采 用杆 单 元 离 散 柱 缀 条 及 缆 风 绳 等 结 ３
２ 有 限元 建 模
２ １ 坐 标 系 确 定 ．
…
，
柱 的每节是 由 ４根 主肢 和若 干根缀 条等组 成 的
空间桁架结构 ，柱断面尺寸 （ ｘ宽） ＝１８ ｘ 长 ．ｍ １６ ．ｍ。主横 梁 为钢 板 焊 接 成 的箱 型 结 构 ，断 面 尺 寸 （ ｘ 宽 高） ＝１６ ２Ｏ ．ｍｘ ．ｍ，自 ３． ５。梁与 重 ０ ５ｔ 柱之 间和节 与节 间用螺 栓 连接 。 起重机的约 束主要 由柱底部 的球铰支座和顶
和门架平 面外 ） 。
２ ５ 材 料参数 ． 起重 机主横 梁及 柱 材料 均 为 １Ｍｎ ６ ，弹性模 量
系梁两 端 与 ２门架铰 接 。柱 顶部 ｚ 、Ｙ方 向共 ８根 缆 风绳 。其 它约束 条件 与单 门相 同 。
２ ４ 单元选 择 ．
内、外各偏 ５，实 际载荷为一空 间载荷 ，载荷 的 。 铅垂分量最终通过柱传递至球 铰支座处，而其他
100t门式起重机结构有限元分析
100t门式起重机结构有限元分析作者：李云飞来源：《科学与财富》2017年第32期摘要：本文以100t门式起重机为研究对象，采用有限单元法，对该门式起重机进行有限元模拟计算。
综合分析6种典型工况，生成应力云图，应变云图。
根据软件计算得到的数据，对其结构承载能力进行分析。
Abstract： In this paper， 100t gantry crane is taken as the research object， and calculated by finite element method. Through a comprehensive analysis of 6 typical operating conditions， contours of stress and strain are obtained. According to the data obtained by software calculation， structural load carrying capacity of the gantry crane is analyzed.关键词：门式起重机；有限元分析；强度；静刚度.中图分类号：文献标识码：1 整机概况本文所述门式起重机，跨度36m，起吊高度23m，起升额定荷载为100t，整机自重83.2t。
该门式起重机主要结构为起重机主梁、刚性支腿、柔性支腿、1台起重小车、走行大车。
起重机主梁为三角桁架式结构，共2片，布置间距为2.5m，桁架之间布置连接架，两片三角桁上布置40mm×70mm方钢轨道，小车在两片三角桁之间的空间进行作业。
主梁下与支座梁连接，再与两支腿连接，两支腿均采用钢管结构。
其结构示意图如图1所示：2 模型建立通过有限元建模，可简化门式起重机的设计周期，降低设计成本，达到更好的效果。
本次设计采用midas软件，模型中的所有金属桁架结构均采用空间梁单元进行模拟，将起重小车简化为 4 个集中质量力，分别作用于小车 4 个轮子作用点位置。
门式起重机结构有限元分析
ANALYSIS RESEARCH分析研究门式起重机结构有限元分析于万成1 程兆辉1 曹天浩1 王 鹏21太原重工股份有限公司 太原 030024 2太原科技大学机械工程学院 太原 030024摘要：利用有限元分析软件对75/35t-29m 门式起重机的3种工况进行了仿真计算，并结合GB/T 3811-2008《起重机设计规范》理论计算值对计算结果进行分析。
分析表明：结构的静刚度和垂向挠度均满足使用要求，但在小车运行至刚性和柔性支腿有效臂端时，结构产生较大的侧向位移，对连接处螺栓疲劳寿命造成一定程度的疲劳损伤，Ansys 的计算结果及分析为起重机的安全评估及检验检测提供了有益参考。
Abstract: In this paper, three working conditions of 75 / 35t - 29m gantry crane are simulated and calculated by using finite element analysis software, and the calculation results are analyzed based on the theoretical calculation values of GB / T 3811 - 2008 Design Rules for Cranes. The analysis shows that the static stiffness and vertical deflection of the structure meet the application requirements. However, when the trolley runs to the effective arm ends of the rigid and flexible legs, large lateral displacement will be produced inside the structure, which will cause fatigue damage to the bolt fatigue life of the joint to a certain extent. The calculation results and analysis of Ansys provide useful references for the safety evaluation and inspection of cranes.关键词：门式起重机；刚性支腿；柔性支腿；有限元分析Keywords: gantry crane; rigid leg; flexible leg; finite element analysis中文图类号：TU32：TH213.5 文献标识码：A 文章编号：1001－0785（2018）0 引言双梁U 形门式起重机（以下简称门机）做为一种被广泛应用于站场集装箱装卸的特种设备，其主要工作特性是负载重，工作频次高[1]。
有限元分析法在起重设备管理中应用
有限元分析法在起重设备管理中的应用1. 引言起重设备是现代工业生产中必不可少的重要设备之一。
在起重设备的设计、制造和使用过程中，安全性和可靠性是至关重要的考虑因素。
为了确保起重设备在工作过程中的稳定性和安全性，有限元分析法被广泛应用于起重设备的管理中。
2. 有限元分析法简介有限元分析法（Finite Element Analysis, FEA）是一种基于数值计算的工程分析方法，能够模拟和分析复杂结构的力学行为。
该方法将复杂的结构分割为许多小的单元，通过求解数学模型中的方程组来计算结构的受力和变形情况，从而评估结构的性能。
3. 有限元分析法在起重设备设计中的应用起重设备的设计过程中，有限元分析法可以用于以下方面：3.1 结构强度和刚度分析通过有限元分析法，可以对起重设备的各个部件进行强度和刚度分析。
例如，可以评估起重机臂的受力情况，确保其在工作过程中不会发生过大的变形或破坏。
3.2 疲劳寿命预测起重设备在使用过程中会受到循环荷载的作用，容易出现疲劳破坏。
有限元分析法可以预测起重设备的疲劳寿命，帮助制造商确定维护计划和升级方案，确保设备的可靠性和安全性。
3.3 结构优化通过有限元分析法，可以对起重设备的结构进行优化。
例如，可以通过分析不同材料的应力分布情况，确定最佳材料选择；通过调整部件的几何形状，优化设备的结构性能。
4. 有限元分析法在起重设备制造中的应用起重设备的制造过程中，有限元分析法可以用于以下方面：4.1 制造过程仿真通过有限元分析法，可以模拟起重设备制造过程中的各个环节，例如焊接、拼装等，评估制造过程中的应力分布情况和变形情况，确保制造过程的质量和可靠性。
4.2 产品质量控制有限元分析法可以对制造出的起重设备进行质量控制。
通过对产品的受力和变形情况进行分析，可以及早发现潜在的质量问题，并采取相应的措施进行改进。
5. 有限元分析法在起重设备使用中的应用起重设备在使用过程中，有限元分析法可以用于以下方面：5.1 动力学分析通过有限元分析法，可以对起重设备在工作过程中的动力学行为进行分析。
基于有限元法的门座起重机结构强度分析_黄文翰
基于有限元法的门座起重机结构强度分析_黄文翰质量技术监督研究ＱｕａｌｉｔｙａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ２０１２年第３期（总第２１期）ＮＯ．３．２０１２ＧｅｎｅｒａｌＮｏ．２１基于有限元法的门座起重机结构强度分析黄文翰（福建省特种设备检验研究院，福建福州３５０００８）摘要：采用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对门座式起重机建立整体结构计算分析有限元模型，进行了两种危险工况下的应力计算，并通过将有限元计算结果与实测应力结果进行比较，验证了有限元计算结果的可靠性，为门座式起重机的强度分析提供了可行的有限元参考方法。
关键词：门座式起重机；有限元；强度分析随着贸易经济高速发展和港口货物吞吐量不断增长，门座起重机由于其良好的工作性能和通用性，成为港口装卸作业不可缺少的重要设备。
门座起重机的整体金属结构作为主要的承载部件，由于其露天、腐蚀性的工作环境以及较高的使用频率和工作强度，易产生疲劳裂纹、腐蚀等缺陷，影响结构强度和刚度等力学性能，并危及起重机使用安全。
因此，分析门座起重机的金属结构强度并为生产和维修提供依据，具有十分重要的意义。
传统的门座起重机结构分析多采用力学计算方法，由于其设计变量较多，受力复杂，因此计算量大且较多采用经验简化或估算，势必影响计算结果的准确性。
有限元分析方法具有建模方便快捷、计算结果准确的突出优点，日益成为起重机结构强度分析广泛使用的分析方法［１］。
１ＳＤＭＱ１２６０／６０Ｅ型门座起重机概况本文分析的ＳＤＭＱ１２６０／６０Ｅ门座起重机由某水工机械厂１９９０年制造安装，用于某电站建设施工，１９９８年起移至某造船厂用于造船用部件和材料的吊运。
该起重机自重约３７７ｔ（含压重５６ｔ），结构大体可分为上部旋转部分和下部运行部分（见图１），旋转部分包括臂架系统（由象鼻梁、吊臂、大拉杆、小拉杆、变幅拉杆等组成）、人字架、平衡重、转柱、转台等，通过起升、变幅、旋转运动实现在环形圆柱体空间升降物品；运行部分主要是由门架和运行台车组成［２］。
门式起重机ansys结构分析说明书
MG25/5T-22M H=11/12M A5起重机结构分析说明书本程序通过后台调用ANSYS软件对双梁门式起重机的结构进行有限元分析计算。
载荷由输入参数自动计算并进行组合施加，可对结构的强度、静刚度、整机动刚度以及重力对结构的影响进行分析计算。
模型单元类型为板系单元（SHELL63），结构通过APDL参数化技术自动生成，模型质量为门架设计质量,下图为有限元模型。
结构计算遵循的标准：起重机设计规范（GBT3811-2008）图1 结构有限元模型一计算参数及说明。
起重量25t跨度22000mm小车轨距2200t小车基距2400t起升速度7.5m/min运行速度38m/min结构材料:Q235工作级别:二计算载荷：根据GB/T3811-2008《起重机设计规范》，结构强度按Ⅱ类载荷组合计算，考虑自重载荷、吊重、惯性载荷、偏斜载荷、风载荷等计算载荷。
2.1载荷系数⑴起升冲击系数φ1: 1.05⑵起升动载系数φ2 : 1.15⑶弹性振动增大系数φ5 考虑机构驱动力（制动力）突加及突变时结构的动力效应取1.5。
2.2自重载荷整机结构系统的自重,根据所建立的有限元模型，通过施加垂直方向重力加速度，由程序自动计算。
2.3 起升载荷小车的自重及吊重以轮压形式作用于主梁上,轮压由程序自动计算并施加在主梁相应位置。
2.4 水平惯性载荷大车惯性力通过在沿大车轨道方向施加的加速度进行模拟。
大车制动时产生的小车惯性载荷，以集中载荷的形式沿大车轨道方向作用于轮压作用处。
小车制动产生的惯性载荷，以集中载荷的形式沿小车轨道方向作用于轮压作用处。
三计算结果分析：3.1 工况一：图2 跨中位移图该工况计算主梁静刚度，小车位于跨中，计算载荷为吊重及小车重量，不考虑主梁自重及冲击、动载系数的影响。
该工况下跨中最大位移为： -11.65330mm，最大位移点位于图2中跨中MN处。
3.2 工况二：图3 悬臂端部下挠该工况计算主梁悬臂端部下挠，小车位于跨中，计算载荷为吊重及小车重量，不考虑主梁自重及冲击、动载系数的影响。
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对 于某 ｕ型变频 箱型双 梁门式起 重机进行计算． 然后 ， 依据《 起 重机设计规 范 Ｇ Ｂ ３ ８ １ １ — ２ ０ ０ ８ ） 对计算结果进 行分析 判定． 计 算结果表 明： 结构最大 变形与最大局部应力不是发 生在 同一 工况 ； 结构的最 大 Ｖ ｏ ｎ Ｍｉ ｓ ｅ ｓ 应 力及 变形均在
第３ ３卷 第 ８期 ２ ０ １ ４年 ８月
绵 阳师范学 院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｍｉ ａ ｎ ｒ ｓ ｉ
Ｖｏ １ ． ３ ３ Ｎ ｏ ． ８
Ａ ｕ ｇ ．， ２ ０１ ４
门 式 起 重 机 刚 度 强 度 的 有 限元 分 析
度的研究 ， 国内外很多学者对此作 了大量有意义的工作． Ａ ｂ ｂ ａ ｓ － ２ Ｉ ４ 等人对波纹腹板梁弯曲强度和刚度进行 了研 究 ． 程文明［ ５ ］ 等研 究 了主梁 各截 面参 数对 主梁跨 中和悬臂 端 刚度 的灵 敏度 ． 姚 文娟 等 给 出 了不 同拉
压模 量梁 的解 析 解 ． Ｈ ｏ ｉ ｓ ｔ Ｃ ． 等 通 过 实验 对 门架 结构 变 形及 主 梁挠 度进 行 了研 究 ． Ｔ Ｏ Ｎ Ｇ 等对起 重 机
作者简介 ： 张大鹏（ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 辽宁辽 阳人 ， 博士 ， 副教授． 研究方向 ： 起重运输 与矿 山机械检测及故障诊 断．
第３ ３卷
计 算 的近 似方 法 ．
绵 阳师范学 院学报（ 自 然科学版）
・ ２・
Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ程序 主要 包 括三个 部 分 ： 前 处 理模块 ， 求 解模 块 和 后 处 理模 块 ． Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ程 序 的组 织 机结 构 如 图
关规 范所 给定 的材料容 许应 力 ［ 仃］ 的原则来 进行 设计 的方 法 ． 它 在对 高 应力 部 位 校核 计算 时 ， 多是 靠 经 验
选取， 可能会出现不精准不全面的情况． 而有限元分析可以计算结构的全局应力 、 变形 、 模态 、 振型等数据 ， 信息量丰富． 针对某电站门式起重机各种工况 ， 采用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 对门架结构的刚度强度进行计算分析 ， 为 门架 结 构 的安全使 用 和检验 检测 提供 了有 益参 考 ， 在 工程 应用 中具有 重要 意义 ．
０ 引言
根据 《 中华 人 民共 和 国特种 设备 安全 法》 ¨ 的规定 ， 门式 起重 机属 于特种 设备 ， 起 重机 使 用 中 的安全 也 使人 们倍加 关 注 ． 起 重机 金属结 构 的刚度 和强 度是 起重 机安 全评 估 的 重要 指标 ． 关 于 门式 起重 机 刚度 与强
１ 有 限 元建 模 与 分 析
１ ． １ 简化 与选取 单 元类型
有限元法的基本思路和基本原则 以结构力学中的位移法为基础 ， 把复杂的结构或连续体看成有 限个 单元的组合 ， 各单元彼此在节点处连接而组成整体． 把连续体分成有 限个单元和节点 ， 称为离散化． 先对单 元 进 行特性 分 析 ， 然 后根 据各节 点处 的平 衡 和协调 条件 建立 方 程 ， 综合 后 作整 体分 析 ． 这样 ， 先离 散再 综 合 的过程 ， 就是把复杂结构或连续体的计算问题转化为简单单元的分析与综合的问题． 有限元法是一种数值
许 用范围以内， 结构静 刚度 、 结构强度均能满足使 用要求． Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 的计算结果为起重机的安全评估与检 验检测提供
了有益参考．
关键词 ：门式起 重机 ；挠度 ；结构刚度 ；结构强度 ；有 限元分析 中图分类号 ：Ｔ Ｈ ２ １ ３ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ － ６ １ ２ ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ８ － ０ ０ ０ １ － ０ ７
Ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ｏ ， Ｅ ． 等¨ ］ 对结构可靠性问题 中的灵敏度进行 了分析． Ｐ ｉ ｎ ｃ ａ ， Ｃ ．Ｂ ． 等 对起重机结构承载后的应 力应 变进 行 了研究 ， 并 给 出了参量 之 间的关 系 ， 很 有意 义 ． 在机 械设 计 中 ， 现在 大 多还 是采 用 较成 熟 的 传统 的容 许应 力设 计法 （ ａ ｌ ｌ ｏ ｗ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ） ． 容许 应力 设计 法 是 以结构 构 件 的计 算 应力 仃不 大 于有
张 大 鹏 ， 姚 立 影
（ １ ． 绵阳师范学 院交通运输 与管理学 院 ， 四川绵 阳 ６ ２ １ ０ ０ ０ ； ２ ． 西南交通大学机械工程研究所 ， 四川 成都
摘
６ １ ０ ０ ３ １ ）
要 ： 门式 起 重 机 承 受 额 定 载 荷 时的 结 构 刚 度 和 结 构 强度 是 评 估 起 重机 最 重 要 的 两 个 指 标 ． 通过 Ａ Ｎ Ａ Ｓ Ｙ Ｓ
刚性支腿进行 了设计计算． Ｇ ｕ ａ ｎ Ｌ ｌ 刨 等采用有 限元对 刚性支腿对结构刚度进行 了分析． Ｒ ￣ ｎ ｎ ｈ ｏ ｌ ｍ， Ｐ ． 等¨ ｌ ＿
从实 验测 量 和理论 上研 究 了梁结 构 的变 形 ． Ｌ ｅ ｅ 等 对梁 类结 构 强 度及 挠度 变形 的估算 给 出 了参 考方 法 ．
１ 所示． 前处理模块提供 了一个强大的实体建模及网格划分工具 ， 用户可以方便地构造有限元模型； 求解模 块可以对结构分析 （ 结构线性分析 、 结构非线性分析和结构高度非线性分析 ） 热分析等进行求解与分析 ； 后 处理模块可将计算结果以彩色等值线显示 、 梯度显示 、 矢量显示 、 粒子流迹显示 、 立体切片显示 、 透 明及半 透明显示等图形方式显示 出来 ， 也可将计算结果 以图表 、 曲线形式显示或输 出． Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ程序提供 了 １ ０ ０种 以上 的单 元类 型 ， 用来 模 拟工 程 中的各 种结 构 和材 料． 由于 箱 型起 重 机 的金 属 结 构 属 于 薄板 结 构， 所 以在 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 中 采 用