1500t起重船A形吊臂结构强度有限元分析

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装船机臂架有限元建模之我见

装船机臂架有限元建模之我见装船机是将后方输送机系统输送来的大宗散货装入船舱的连续式专用机械，一般采用电力驱动。

装船机通过尾车机构将装船机主体和码头皮带机连接。

作为现代化的大型装船设备，装船机极大地提高了港口煤炭与矿石的装船效率，对提高港口生产效率具有极其重要的意义。

有限元分析软件在各种大型机械的分析计算中应用越来越广泛，利用它的技术成熟性保证了对装船机金属结构分析计算具有极高的可靠性。

在装船机的设计工程中，根据得到的强度分析结构，在保证结构强度及稳定性的同时，尽量减小装船机的自重，寻求结构上的优化。

以某6000/t装船机臂架有限元建模进行研究，分析装船机臂架各种不同载荷及不同工况，建立臂架有限元分析模型，为以后装船机臂架模型的合理简化提供了参考。

1 某6000/t装船机的基本结构装船机主要由九大部分组成，包括门架行走机构、俯仰机构、伸缩机构、臂架皮带式输送机、卸料溜筒机构、尾车机构及其他附属设备。

其中装船机臂架前部通过钢丝绳与塔架连接，后部与塔架的横梁铰接，装船机结构示意图见图1：1.走行机构;2.门架;3.塔架;4.俯仰提升装置;5.臂架;6.臂架伸缩机构;7.臂架皮带机;8.溜筒机构;9.尾车2 臂架载荷和主要工况介绍2.1 臂架载荷根据装船机臂架与其他构件的连接后，装船机臂架的承载情况、载荷出现的概率和持续时间的长短，臂架载荷加载模式可分为集中载荷和均布载荷。

通过必要的载荷简化，能够确定作用在臂架上的载荷如表1所示：2.2 臂架工况不同的工况，装船机臂架受力会不同，装船机臂架的俯仰角度为-12°～+13°，非工作角度为+65.3°;工作风速为20m/s，非工作风速为55m/s。

在工作状态，臂架的伸缩臂伸出最大时，臂架处于水平状态时力矩最大，是一种不利的工况状态;在非工作状态时，若出现暴风，伸缩臂完全缩回到固定臂架中且臂架仰起到非工作角度，并用风钩将其锁住，是第二种不利的工况。

1500t油船船体强度计算分析

1500t油船船体强度计算分析刘奇龙摘　要　介绍了1500t油船的主要量度。

为保证船体强度,根据规范要求,对该船进行了外力计算、内应力计算,证明该船强度满足要求,并分析了船体强度最不利的状态,及今后设计中应注意的事项。

关键词　外载荷　应力　船体强度0　引言为保证船体结构在正常的使用过程和一定的使用年限中具有不破坏或不发生过大变形的能力,船体强度计算是必不可少的。

一般船舶结构按规范对其板材构件剖面要求进行设计,其强度和刚度足以得到保证。

但对于船长等于或大于60m的船舶及一些特殊船舶,须进行复杂的结构应力计算和强度校核。

本文对1500t油船按《钢质海船入级与建造规范》要求进行外载荷、内应力计算分析,从而对船体强度作出判断。

1　主要量度1500t油船的主要量度如下:总长78.4m垂线间长72.0m计算船长72.0m型宽12.6m型深 5.3m设计吃水 4.1m方形系数0.738肋骨间距600mm本船机舱设在艉部,机舱前设5个货油舱,货油舱区双层底设压载水舱,艏、艉均设有淡水舱和压载水舱。

2　外力计算从船体主要受力和变形特征分析,船舶在静水中,船体主要受到沿船长方向分布的重力与浮力作作者单位:刘奇龙———福建省船舶及海洋工程设计研究院。

收稿日期:2003-04-21表1　满载出港重量分布站号空船重量/t船员食品/t燃油/t淡水/t滑、污油/t货油/t压载水/t载重量/t0.051.6300000000.558.170024.7500024.751.067.0200000001.572.600000002.082.473.247.5107.20057.912.583.47047.51000047.513.088.9900000003.586.030000135.850135.854.039.580000137.850137.854.539.580000137.8535.44173.295.039.550000137.8535.44173.295.539.550000137.8535.44173.296.039.50000133.8535.44169.296.538.50000128.8535.44164.297.035.920000125.850125.857.534.920000125.850125.858.033.920000123.850123.858.532.48000091.85091.859.030.480030.9600030.969.525.790030.9600030.961014.040000000用,产生中拱状态和中垂状态下的弯曲变形。

双体起重工作船总强度有限元分析

为满载吃水，ｄ＝１６ｍ；为计算半波高，级航区．０ｒＢ
本模型坐标系为：坐标系统的原点取在船体中心线与基线相交处。ｘ轴指向船首为正；Ｙ轴由原
点指向左舷为正；Ｚ轴垂直向上为正。
第３期
张
彬：双体起重工作船总强度有限元分析
等均采用二维３４节点壳单元模拟，他纵骨、强、其加
双体交通艇总强度进行了有限元分析，Ｊ管义锋、黄涣青、谷家扬等根据《海上高速船人级与建造
规范（０５》沿海航区的２．双体铝合金高２０）对７６ｍ速客船强度进行了分析，据计算结果对船体的结根构设计提出了合理建议。
图４有限元模型板厚分布图
Ｍ，１．２￣＝９６Ｃ
芝
６
２２边界条件及载荷施加．
式中：为横向扭矩，Ｎ・ｎ；。为水线面修正系肘ｋａＣ数， “ 按规范 ” 中表１．．．定；、分别为双体４６２３确６ｂ船片体宽度和连接桥宽度，ｂ＝８６ｍ，，４ｍ；．６＝２ｄ
强度计算中发现，尾部上层建筑对于强度影响很大。
由于强度需要，层建筑的部分区域板厚从４ｍｍ上增厚到了６ｍｍ。
分析应力结果汇总见表１。表中：为板单元中面
相当应力；为板单元与板格长边和短边平行方向的表面力；为表示板或梁构件剪应力。７０ｔ体０双起重工作船整体变形如图５图６所示。、

船用甲板起重机主体结构强度的有限元分析

船用甲板起重机主体结构强度的有限元分析发表时间：2017-10-30T13:34:41.327Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第15期作者：周立尉[导读] 表明采用有限元方法进行结构强度分析能提高设计效率。

惠州深能港务有限公司广东惠州 516081摘要：针对某型船用甲板起重机的主体结构，利用有限元软件建立主体结构的有限元模型，并进行载荷计算和工况分析，计算得到结构各个工况应力值，同时参照规范的要求，对结构设计的合理性进行判定。

表明采用有限元方法进行结构强度分析能提高设计效率。

关键词：甲板起重机；有限元；结构强度Finite element analysis for main structure of deck crane on ship【Abstract】For the main structure of one type of deck crane on ship, built the structure finite element model by finite element soft. With the calculate load and analysis load case, to get the stress result of main structure, and refer to the required of rules, estimated rationality of structure design. To known that it could advance design efficiency through structure intensity analysis by finite element method. 【keywords】Deck crane Finite element Intensity analysis引言船用甲板起重机主体结构包含与船体相接的圆筒、甲板起重机回转转台和布置变幅与起升滑轮的人字架结构；主要应用于船上物料、配备有抓斗和吊钩，可用于船舱和甲板上小量的货物装卸。

1000t起重船有限元强度分析

1000t起重船有限元强度分析王庆丰(江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003) 提　要　起重船由于其工作的特殊性,自身强度成为设计过程中的一个重点,以某1000t起重船为例,介绍了船体总体设计、结构设计及特点,利用MSC有限元软件对在不同工况作业下的船体、龙门架、千斤柱的强度进行了校核,指出了各部分的薄弱环节,并提出了加强措施,对优化起重船结构设计具有一定指导意义。

关键词　起重船　有限元　强度分析中图分类号　U661 文献标识码　A1　引言起重船不仅是港口船舶装卸的重要工具,而且在港建水工作业、造船工程、桥梁建筑、水下救捞以及各种海洋工程中均具有广泛的用途。

起重船由于其自身的工作特点,总体受力大局部受力集中且分布不均,吊点高,因而对臂架结构,船体结构要求特别高。

应用大型结构软件对起重船结构进行有限元分析,优化结构设计是必须的。

以某1000t起重船为例,对其在不同工况下的船体、千斤柱及龙门架进行了有限元强度校核,指出了高应力分布区域,对优化起重船结构设计具有一定指导意义。

2　船型介绍及结构特点该1000t起重船为非自航大型起重船,主钩起吊能力为2×600t,副钩起吊能力为400t,在沿海航区调遣航行,在遮蔽航区起吊作业.该船主尺度如下。

总长 83.2m水线长83.2m型宽32.0m型深 6.50m设计吃水 4.00m肋距 1.60m纵骨间距0.50m主船体以上从艉至艏布置有千斤柱、船员生活舱室以及吊杆设备,船员生活舱室布置较紧凑,留有较大的甲板空间,便于起吊作业,图1为1000t起重船总布置图。

图1　1000t起重船总布置图本船起吊能力为1000t,过桥状态时,吊杆臂架放置到前倾角16度的位置,这时对千斤柱产生的拉力和对吊杆及其底座产生的压力都非常大,因此在考虑船舶总纵强度的同时,还须对千斤柱,龙门架等局部强度予以足够重视,本船千斤柱和龙门架都采用箱式结构,见图2、图3,千斤柱与船体绞支连接。

600t起重船结构强度有限元分析

图１人字架

吊臂结构，采用的是高强度钢，整个结构成Ａ字形，共分
作者简介：张润宏（９４），男。硕士研究生。１８一
收稿日期：２１年２４Ｅ０Ｏ月２．］
龃ｌ暖量ｉｊ
Ｄｅｇｎ＆Ｄｅｖｌｐｍｅｎｓｉｅｏｔ
（ｏｔｈｎｉｅｓｙｏｅｈｏｏｙＳｕｈＣｉａｖｒｉｆｃｎｌｇ，Ｇｕｎｚｏ６０ＵｎｔＴａｇｈｕ５０４）１
ＡｂｔａｔＴｈｓｐｐｒｂｉｄｏｅｏｈｔｕｔｒｆａｆｏｔｇｃａｅｂｈｉｉｅｅｅｎｅｈｄＴｈｅｕｌｒｓｒｃ：ｉａｅｕｌｓａｍｄｌｆｒｔｅｓｒｃｕｅｏａｉｒｎｙｔｅｆｎｔｌｍｅｔｍｔｏ．ｅｒｓｔａｅｌｎｓｃｌｕａｅｏｃｅｋｔｅｓｒｎｔｒｓｖｒｌｄｆｅｅｔｋｎｓｏａ，ｉｈｗｉｌｅｇｖｎｔｈｎｉｅｒｏｔｕｔｒｌｄｓｇａｃｌｔｄｔｈｃｈｔｅｇｈｆｅｅａｉｒｎｉｄｆｌｄｓｗｈｃｌｂｉｅｏｔｅｅｇｎｅｓｆｒｓｒｃｕａｅｉｎｏｏ
Ｄｅｓｇｎ＆Ｄｅｉｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
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６起重船结构强度有限元分析０ｔ０
张润宏
（华南理工大学土木与交通学院，广州５０４）１６０
摘要：本文建立了某起重船起重结构的有限元模型。通过有限元计算，在其建造和结构强度测试之前，初步核算其结构的强度能否满足作业的要求，为结构设计提供参考。本文介绍的计算，可供起重船设计人员在设计起重船结构时参考使用。

1500吨起重船起重系统设计

1500吨起重船起重系统设计作者：李敏来源：《广东造船》2012年第05期摘要：本文着重介绍了起重船起重系统的特点，并对起重设备选型需考虑的主要问题做了简要论述。

关键词：起重系统；有限元分析；起重设备选型1 前言随着海洋开发的深入发展，海上工程、海上救助、港口、码头、桥梁建设等吊装的需求日益增长，大型起重船的作用越来越重要，作为海上建设项目、打捞作业中不可替代的装备，近几年来有了非常快的发展，起吊能力不断加大，作业能力不断增强，作业区域从沿海港口向近海及远海发展。

2 船舶概况本船为单连续甲板、钢质焊接结构、自航、固定变幅式起重船，最大起吊能力1 500 t，主钩最大起升高度为75 m，副钩起升高度为82 m，主要用于我国沿海地区海域进行起吊作业，拖带航行航区为近海航区。

3 起重系统设计起重系统主要由吊臂、人字架、主钩起升机构、副钩起升机构、变幅机构、电气系统及安全装置组成。

3.1 作业环境条件（1）船舶最大横倾5°，最大纵倾2°；（2）港口或遮蔽水域环境条件；（3）风速不超过20 m/s，相应风压不超过250 Pa；（4）起重荷载的运动不受外力的制约。

3.2 工作状况起重机作业时，主钩起升机构、副钩起升机构与变幅机构只能单独工作，只有在空载时主钩起升机构与变幅机构、副钩起升机构与变幅机构可同时工作。

在过桥状态、避风及调遣拖航时，所有吊钩均被收藏在船舶首部甲板上并加以固定。

3.3 起重构架强度计算起重构架主要是首部的A型吊臂和尾部人字架。

固定变幅式大型起重船吊臂主要有三种形式：桁架（组合杆）形式、箱型梁形式和圆柱形式。

因为本船吊臂长度较长，约88 m，吊臂自重会产生较大的垂向弯矩，而横向载荷较小，对吊臂绕水平轴的惯性矩要求要比绕垂直轴的惯性矩大得多，因此本船不推荐使用圆柱形式。

对于桁架（组合杆）形式和箱型梁形式，经有限元直接计算都满足规范要求，但箱型梁吊臂结构在重量上比桁架（组合杆）吊臂结构重了许多，这会引起其余起重设备的重量增加，并且受风面积较大，对本船稳性不利，因此本船最终选用桁架（组合杆）形式。

某船吊架及其支撑结构的有限元分析

有效缩短程序运行的时间，对于实际工程中的复杂模型可以参考本文优化的简化思想，提高优化程序的应用性和可靠。
３文提出的考虑离散变量的优化模式具有较强的通用性，可以应用于工程实际结构优化设计，并且能够扩展去解决结构隔振和晃荡响应等对船体结构构成约束的优化问题。
ＵＳＡ．１９８５．，
［４］马光文，王黎．遗传算法在桁架结陶优化设计中的应用【Ｊ］．工程力学，１９９８．，１５（２）：３８－．４４．
［５］ＬｕｉｇｉＩ，ＥｕｇｅｎｉｏＲ．Ｏｐｔｉｍｕｍｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｓｉｍｐｌｙｓｕｐｐｏｒｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｉｆｅｎｅｄｐａｎｅｌｓｖｉａｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ［Ｊ］．ＣｏｍｐｕｔｅｒｓａｎｄＳｔｍｃｔｕｒｅｓ，．２００８，．８６：
关键词：吊架及加强；结构分析；风载荷；动载荷中图分类号：ＴＨ１２；ＴＢ１１５文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１４１４１￣．３１．１９８１．２０１６．０１．００３
ＦＥＭＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｈｉｐＭＰＶＢｏｏｍＲｅｓｔａｎｄＳｕｐｐｏｒｔｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅ
某船吊架及其支撑结构的有限元分析
李巧彦
（中国船级社夫见支术中心，上海２００１３５）
摘要：在对某船吊架及其支撑结构做强度分析时，不仅要考虑吊架承受的作用在其上的静力作用，同时要考虑波浪运动产生的动载荷，以及风载荷对结构加强产生的影响。此吊架及加强不仅要满足常规船舶结构屈服强度及极限强度的要求，同时要满足ＭＯＤＵ２０１２对结构强度的要求。对于吊架及加强结构的分析计算提供了一种新的思路和方法。

起重机吊臂结构有限元

起重机吊臂结构有限元【摘要】本文基于ANSYS软件对起重机吊臂结构有限元进行了阐述。

【关键词】起重机；吊臂；有限元一、前言随着我国起重机行业的不断壮大，起重机吊臂结构有限元的问题引起了人们的重视。

我国在此方面取得成绩的同时，也存在一些问题需要改进。

在科技不断发展的新时期，需要我们加强对起重机吊臂结构有限元的研究。

二、起重机吊臂结构有限元的概述吊臂在汽车起重机上是最重要的金属结构部件，也是主要受力构件，吊臂的结构设计直接决定着整个起重机的外观和性能。

吊臂结构设计的质量是起重机作业性能和安全的保证，因此在吊臂设计时对吊臂进行受力计算和结构分析计算是十分必要的。

纵观这几年的起重机吊臂的发展，从吊臂截面形式的变化，以及伸缩系统单缸插销装置伸缩形式的出现，都记录了起重机吊臂发展的历程．同时也是广大工程技术人员对吊臂不断改进创新的见证。

汽车起重机最主要的性能是用来起吊和转运货物的，因此汽车起重机的起重能力是汽车起重机的最主要性能，如何在保证吊臂不被破坏的基础上起吊更大的重量，那就要尽量优化吊臂结构，减轻吊臂的重量。

随着有限元分析技术的发展，这种技术也被应用在吊臂的结构设计上，像吊臂的结构强度分析，吊臂简体的稳定性分析等，有限元计算是一种仿真计算，这种计算的准确程度已得到了广泛的证明。

有限元分析方法的应用，不但准确，而且比传统的解析法计算有着更好的直观性，从而也为企业缩短了新产品的研发周期，增加了产品质量的可靠性，赢得了市场。

三、吊臂有限元模型的建立1、实体建模鉴于ANSYS软件实体造型的局限性和吊臂自身结构的复杂性，文中采用通用三维造型软件SolidWorks对吊臂进行实体建模，之后以Parasolid(x-t)格式将实体模型导人ANSYS进行有限元分析。

2、单元类型的选择基于软件对吊臂进行有限元分析的通常方法均是将吊臂结构视为线模型，后赋予梁单元属性进行强度和刚度等方面的有限元计算，但是梁单元是用线来代替三维实体结构，并不能反映结构几何上的细节，且伸缩式吊臂是由钢板焊接而成的箱型结构，应该选用二维板壳单元和三维实体单元混合分网，或全部选用三维实体单元划分网格。

165t单臂架起重船结构强度有限元分析及优化设计

简化：
全船有限元模型见图２取直角标系，标。坐
１）不对吊臂、角架等构件进行分析，以三所
收稿日期：０１４１２１－ —８０
建模时仅考虑其力的传递方式，结构简化处理。２）本船仅考虑吊臂支撑处的局部强度，而故
的载荷见表２。
表２吊臂及吊钩重量及载荷分布
表达式
０９７．５ｏｒ６８９８ｘ１６（８ｃｓ（２３．１
ｔ酬
０．１ｘ，Ｌ１｝ｇｎｍ［９８ｃ．０ｉｇ４ｌ
ａｘ
＿０＿７９）０ｌ８１０
一－
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元模型
１１改造设计后的起重船主尺度．船长４．０ｍ；７０型宽１．０ｍ；２０型深３０．０ｍ；
设计吃水１５．５ｍ。１５ｔ自航起重船在长江中下游作业。主６非钩起吊能力为１５ｔ副钩起吊能力为２。在空６，４ｔ载航行，经过桥梁的时候，可将吊杆放置在１。５位
第４０卷第６期２１年１０１２月
船海工程
ＳＰ＆ＯＣＡＮＨＩＥＥＮＧＮＥＩＩＥＲＮＧ
Ｖ１４Ｎｏ６ｏ．０．
Ｄｅ．０１１ｃ２
ＤＩ１．９３ｊｉｎ１７－９３２１．６０６Ｏ：０３６／．ｓ．６１５．０１０．０ｓ７
．
＿Ｉ８５，
６（－８．ｏｓｒ（９５ｃ７６

船舶关键部件静强度及疲劳寿命的有限元分析方法

工程应用船舶物资与市场 510 引言船舶设计是海洋航运技术的一个非常重要的部分，也非常昂贵。

对于特殊类型的高科技船舶，设计的成本约为70%。

中国目前是造船大国，但就产品匹配速度、生产过程和自主创新速度而言，中国船舶与世界水平的差距巨大。

为了确保船舶的可靠运行和耐久性，需要进行可靠性分析。

在计算应力时，损耗强度和产品寿命通常通过增加允许安全系数而增加。

本文的主要功能是对船舶进行三维建模，并对主干和承载梁等关键部件进行静态强度分析。

1 有限元分析的基本方法1.1 建立有限元模型通常有2种方法：直接法和间接法。

直接法：通过直接使用结构化元素法创建分析模型；间接法：首先创建分析对象的几何模型，然后导出单独的最终模型。

间接法是最常用的建模方法，适用于节点多、单元多的复杂结构。

1.2 设置边界条件限制必须确保整体自由度为0。

限制方法必须支持与组件的实际状态匹配。

可以选择固定弹簧、接触、硬连接来模拟许多实际约束。

限制应服从对称边界限制，荷载的应用包括表面荷载、中心荷载和体荷载。

在施加荷载时，应记住荷载单位必须均匀。

1.3 模型解算选择求解类型，如线性常力、条件静力、响应、弯曲或谐响应分析；然后根据解的类型设置适当解的输出并开始求解。

2 有限元分析与疲劳寿命分析方法的异同船舶关键部件静强度及疲劳寿命的有限元分析方法石义杰（中船澄西船舶修造有限公司，江苏江阴 214400）摘要：船舶构件力学性能测试与分析可大大提高船舶主要部件的生产工艺。

同时，可以对船舶主要构件的疲劳强度。

使用有限元进行寿命分析，从而快速检测和改进薄弱环节，降低制造船舶主要构件的成本。

本文将利用有限元程序和疲劳分析对主要船舶部件的疲劳强度和寿命进行分析，为今后的船舶设计和生产提供参考。

关键词：船舶；有限元；强度；疲劳寿命中图分类号：U661.43 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2019.11.016［引用格式］石义杰.船舶关键部件静强度及疲劳寿命的有限元分析方法[J].船舶物资与市场,2019(11):51-52.收稿日期：2019-10-12作者简介：石义杰（1989-），男，本科，工程师，研究方向为船舶结构设计。

起重机结构强度有限元分析

起重机结构强度有限元分析文鹏【摘要】门座起重机在现代贸易中水运货物的装载有着重要作用.本文主要是通过对门座起重机的相关发展情况,及对一个门座起重机案例的结构进行分析,深入研究门座起重机的结构相关情况.再通过ANSYS结构有限元分析平台,对门座起重机的模型建立、测试、结果计算等,给出了门座起重机的模型建立相关工况下的应力变化等,最后通过实验进行验证,验证计算机分析结果与实测的数据温和情况.实验结果表明:有限元分析结果与实测结果温和较好,对门座起重机的设计及性能与信息化等起到非常重要的作用.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2017(000)019【总页数】2页(P39-40)【关键词】门座起重机;强度;有限元分析【作者】文鹏【作者单位】广东亨通光电科技有限公司,广东东莞 523808【正文语种】中文该型门座起重机的自重约为377吨，压重约为56吨，机体主要由上部的旋转部分和下部的运动部分组成，其中旋转部分由臂架系统、人字架、平衡重、转柱、转台等组成，旋转部分相对一些固定部分可旋转一周，此部分主要在环形空间中来升降货物，一般可由起升、变幅、旋转运动等方式而实现。

另外，运行的部分主要可分为为门架及运行台车，两者相结合。

其中该门座起重机关键的零部件为转柱、门架及臂架，主要负责起重机的承载等功能。

2.1模型建立2.1.1有限元网格本文中采用ANSYS有限元分析软件，对SDMQS1260/60E该机型有限元模型的建立，根据该机体的转柱的结构、门架结构、起重臂可相连，而简单的实现对空间梁单元BEAM188进行一个分析的工作。

该软件中将起重机机体空间分成9920个小的单元，18717个节点，这些为主要梁单元的截面参数。

2.1.2材料参数在本文中选取门座起重机的型号为SDM1260/60E，该机型材料选取的Q235普通钢。

常温下得到屈服极限为235MPa，定义弹性模量2.1×105Mpa，泊松比0.3。

某吊运机起重臂的强度分析

某吊运机起重臂的强度分析作者：李彬来源：《科技视界》2016年第17期【摘要】吊运机应用于港口和码头的关键设备，主要用于集装箱装卸、堆码和水平转运作业。

起重臂是吊运机的关键零部件，其强度的高低决定整机的安全性与经济性，因此其强度计算至关重要。

臂架的结构与载荷都十分复杂，采用传统的计算方法来对其进行强度分析非常困难。

因此文章采用有限元分析方法对臂架的应力状态进行了计算，计算结果表明，该臂架的等效应力远小于材料的许用应力，材料浪费严重，建议对其进行优化设计。

【关键词】吊运机；起重臂；结构强度；有限元分析吊运机是矿山、码头与港口等货运集散地必备的关键设备之一。

该设备由意大利企业Belotti20于上世纪七十年代末发明并推广，其设计灵感来自轮式起重机，是一款轮式起重机的衍生和改良产品。

该设备随着科技的发展而不断的改进，到目前位置出现了三代重大改进产品，第一代是以B75吊运机为主要代表的发展初期，这一阶段吊运机诞生不久性能还比较单一，技术也比较粗糙，在于传统的集装箱吊装机械的竞争中处于劣势地位，未能得到广泛的使用；第二个阶段为技术成熟期，这一时期的跨度为20世纪80年代中至90年代末，该设备的技术不断的发展与成熟，得到客户的认可度越来越高，使用范围也越来越广泛，其优越性在于传统设备的对比中也显得愈发明显；第三阶段为吊运机的发展的辉煌时期，时期为90年代末至今，设备向着超大型化、只能化以及多功能化的方向发展，这一阶段的产品功能非常强大，而操作更加简单。

随着科技的发展，竞争的日益激烈，吊运机的起重和运载能力越来越强，这也就对吊运机的起重臂提出了更加严苛的要求。

在吊运机的使用过程中，起重臂的断裂与屈曲变形时有发生，造成了严重的经济损失和人员伤亡事故，同时也严重的影响了企业的品牌形象[1-2]。

因此，开在吊运机的起重臂的受力分析显得尤为重要。

1 起重臂的工作原理起重臂结构主要由伸缩油缸，伸缩臂、基本臂以及俯仰油缸等零部件组成。

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧

船舶结构强度有限元计算分析中的技巧陈有芳、章伟星中国船级社北京科研所船舶结构强度有限元计算分析中的技巧Skills of Ship Structural Strength Analysis By FEM陈有芳、章伟星（中国船级社北京科研所）摘要：在对船舶结构进行有限元计算分析和评估中，一般采用的是舱段板梁模型，不可避免要面临应力的选取问题。

对于弯曲板单元，有限元计算输出的应力包括上下表面的应力，我们在评估中一般采用中面应力作为工作应力，中面应力应该是上下表面应力的平均，如果在实际操作中采用上下表面应力的平均的方法来得到中面应力，将比较麻烦，也不直观。

本文对在船舶结构有限元分析评估中采用中面应力作为工作应力的原理、方法以及如何在MSC.Patran中如何得到中面应力的技巧做一介绍，供船舶结构分析工程师参考使用。

并做了一些测试和分析。

关键词：船舶结构有限元强度中面应力 MSC.PatranAbstract: In analyzing and evaluating of ship structures by FEM, a plate-beam FE model within holds is generally used and it is unavoidable to solve how to select the stress used. For bending plate, the output stresses include the stresses of up-surface and lower-surface, but in ship structure strength analysis, the mid-surface stress is used as applied stress in general. As we know, the mid-surface stress is the average value of up-surface stress and the lower-surface stress. It is discommodious to obtain the mid-surface stress by the up-surface stress and lower-surface stress in practice. The paper introduces the theory and method of using the mid-surface stress as the applying stress in ship structure strength analysis, and the skills about how to obtain the mid-surface stress in MSC/PATRAN. Some tests and analysis have also been carried in this paper.Keys:Ship Structure Finite Element Strength Mid-surface Stress MSC.patran1 概述一般来讲，对承受面外压力的板进行强度校核时，应对板的上下表面应力进行校核，相应的强度标准也是对应的上下表面应力，这些均应该建立在能对板的应力精确计算的基础上。

液压起重机吊臂结构建模及有限元分析1

液压起重机吊臂结构建模及有限元分析1毕业设计(论文)开题报告学生姓名：专业：设计(论文)题目：指导教师:月学号：机械设计制造及其自动化液压起重机吊臂结构建模及有限元分析年日设计论()文题开报告1.结合毕业设(论计)课题情文，况据根所阅查的献文料资每，撰人写2 000字左的右文献述综文献综1述.课题背景1课.题背液压起重机景本文(指液压特用起重机) 船，船是的一上种大板机甲械，是它一船舶装卸货物的种设备，船舶是普遍上使用一种装的卸设备货。

臂在吊用船起机上是重最重要金属结构的部件也是，主要受构力，吊件臂的构设结计接决定着整个直重起机外观的和性能。

吊结构设臂的质量是计起机作重性能和安业全的证保，因此在吊设计臂时对吊臂进行受力算和结计分析构算计是分必要十。

的在起重吊臂机设的中计，其尤中吨小位吊臂设的计通，常用采传的统学方法力计，复算杂，投需较多的人入及力间，时计且精算较低度，算时仅计虑考个几危截面险的强度有一定的局限，。

因性本此文将入引以ASNSY软件为工具的有限元分析方法。

2.限有元分析 .2限元有析分.1 2. 1 发2展历史在02世纪40 代初年首次期提出。

1941年兰赫尼可夫A(.H enikorff)出用隔提栅的集体合表二示维与三的结构体维19。

34年库兰特R(.C oranut也)应了用单“元”法则的。

了到02 世纪0 5代年，由工于上程的需要特，别高是电速计子机算的现与应出，用限元法得以有迅速发展并得，愈来愈到泛的应广用。

916 0年拉克(夫R .. CWloguh)首先提“有出元限法” 。

年来，近计在机程序的算制方面编也有了非，大的常发。

展于有限元由法的用通性，已经成它解决各为种问题的强力和灵有活用的通具。

因工不少国家编制了大型通此的计算机程序用如，:AP、ADINA、SANSYS、BAAQS、UCSMOO S等。

2. 基本2思首先，将表示想构结的连续离体散若为个干子域(单) 元，单之间元通过其界边上的结点相接成连组体。

某型船A型门吊基座及加强结构强度分析

2）此时前部基座主要受拉力作用，该力与X 轴正向成161。，因此对前部单个基座X方向的作用力为295*sin71°=279 kN,方向与X轴负向一致； Z方向的作用力为295*sinl9°=96 kN,方向与Z轴正向一致。
采用MPC的方式将上述载荷均匀施加基座
图7作用在后部基座上的最大作用力
有限元模型,模型取右手坐标系: X轴由船尾指向船首为正、y轴由右舷指向左舷为正、z轴垂向向上为正;其范围：纵向范围取旎封板至FR5舱壁、横向范围取船体全宽、垂向范围取船底到主甲板，甲板以下的横舱壁、舱壁扶强材、甲板强横梁、甲板纵桁和普通横梁等结构均包括在模型中。
1.2网格单元有限元模型主要采用壳单元(shell)和梁单元
图8作用在前部基座上的最大作用力
2.4强度衡准根据《规范》和文献［4］要求，强度衡准的许用
应力见表2。
单元类型
表2许用应力许用应力
梁单元
正应力Q]=0.67丘“=157.45 MPa 剪应力[t]= 0.39/?rW=91.65 MPa
板单元
相当应力[(r,]=0.8/tw=188 MPa
其中,尺”为材料屈服应力，235 N/mm2; o■，为相当应力（von Mises应力），采用单元的合成中面应力。
87.7
54.9
-85.5
17.7
第3期
王毅:某型船A型门吊基座及加强结构强度分析
85
将表3与表2的许用应力进行比较可知，本模型在最危险工况下的板单元和梁单元的应力计算结果均小于许用应力。因此，可认为该船型的A 型门吊基座及加强结构强度满足《规范》要求。图
图12梁单元最大剪应力
门吊基座模型的最大计算变形为1.70 mm。其最大变形云图见图13。

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。

大型船舶上层建筑整体吊装方案有限元分析

大型船舶上层建筑整体吊装方案有限元分析摘要：目前，造船厂一般采用分段式整体吊装工艺，上层建筑的整体吊装也得到广泛应用。

上建整吊在船舶建造过程中推广，缩短了一个多月的造船周期，大大提高了劳动生产率，降低了造船成本。

在对上层建筑进行整体勘察时，应考虑到以下因素:上层建筑的外部尺寸和刚性；工厂设备运输能力；开放式速度定位装置；安全性、可靠性等。

本文介绍了利用有限元分析技术，通过计算在建型船上施工的整体悬架中的结构强度，并制定适当的吊装技术和安全措施，实现上部结构的整体安装、吊装和成功关闭。

关键词：大型船舶；上层建筑；整体吊装；有限元引言船舶上层建筑的全面停运是近年来我国出现的一种新的起重方法。

船舶的上层建筑是与船舶外壳平行建造的，上层建筑是焊接在专用建筑平台上并预先包装的。

整个上层建筑随后被停在主船上，随后通过安装、焊接和其他密封工程完成了施工。

近年来，船体上层建筑的尺寸和重量增加，结构刚性降低，预制船体的比例随着船舶的扩大而增加。

在全球调查期间，人们越来越关注控制对压力的反应和上层建筑的移动。

因此，对船舶上层建筑的所有起重机进行有限元强度分析至关重要。

这项研究涉及本厂某在建型船的上层结构，这是利用MSC软件直接由成品计算的。

Nastran，并提供部分结构改进。

1上层建筑基本情况及有限元模型1.1结构形式该船的上层建筑由五层楼组成，从上到下为:罗京大桥及其底墙、导桥及其底墙、船长桥及其底墙、沙龙桥及其底墙、船桥及其底墙。

上层建筑长21.61米，宽44.0米，高14.95米。

上层建筑采用低碳钢，其材料参数为Lao = 7800pa，弹性模量为E=2.1×1011，鱼系数为v=0.3，许用应力为235MPa，材料转换系数为。

1.2上层建筑有限元模型MSC软件。

Patran为船舶上层建筑的三维有限元建模。

有限元模型包括:罗京大桥及其28-FR47的下部壁结构；fr 24-fr 47的导电桥及其下部壁结构；fr 23-fr 45的船长桥及其下部壁结构；fr 23-fr 45的客厅桥及其下部壁结构；fr 25-fr 50的船舶桥及其结构每座桥下部的纵梁、横梁和启用构件的梁单位，共计65633个单位和467个节点。

起重船吊机圆筒及船体支撑结构局部强度分析

起重船吊机圆筒及船体支撑结构局部强度分析
陈俊
【期刊名称】《船舶物资与市场》
【年(卷),期】2024(32)4
【摘要】为保证起重船起吊过程中吊机圆筒及船体的结构安全性,在安全起吊范围内对其开展局部强度研究尤为重要。

本文采用有限元分析方法对250 t起重船的吊机圆筒及船体结构开展强度分析。

同时考虑风载荷的影响,计算了5种载荷工况下的结构应力,并利用规范进行了校核。

根据规范的屈曲应力衡准标准,利用数值计算分析了船体甲板、船底板、纵向舱壁和吊机薄壁圆筒的屈曲强度。

通过分析表明,该起重船的吊机圆筒和船体支撑结构静强度以及屈曲强度满足规范的要求和各项设计指标。

本文所采取的分析过程是起重船初步设计时的关键一环。

【总页数】5页(P55-59)
【作者】陈俊
【作者单位】上海交大海洋水下工程科学研究院有限公司水下技术与装备研究中心【正文语种】中文
【中图分类】U664.81
【相关文献】
1.液压吊机船体加强结构强度分析
2.罐体水泥船罐体支撑结构及船体局部强度分析
3.起重船旋转吊机的布置及支撑结构设计
4.800吨级起重船吊机搁架底部结构强度分析
5.起重船船体结构强度有限元分析
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