基于ANSYS的塔式起重机结构分析
基于ANSYS有限元软件的塔机回转下支座力学分析
基于ANSYS有限元软件的塔机回转下支座力学分析摘要：在塔式起重机的所有结构中，回转部分多数采用钢板拼焊的箱型结构，该结构要求塔机各种工况下满足刚度、强度要求。
本论文以本单位QTZ型1000Tm 回转下支座结构为计算目标，建立ansys有限元计算模型，通过有限元软件的计算，考察并分析该回转下支座结构的应力状态及应力变化趋势，调整结构使其满足要求，提高塔机的性能及可靠性。
关键词：回转下支座；ANSYS；应力分析0引言：回转部分是塔式起重机重要的组成部分，它将完成塔机在工作面内的旋转运动，对塔机正常工作起到关键作用。
比较塔式起重机其他部分，如吊臂、平衡臂，回转部分的结构比较紧凑，主要由回转下支座，回转上支座，回转支撑，回转机构，及其他安全装置组成，钢结构件为回转上下支座，它将承受所有回转以上的载荷。
因此回转支座的强度、刚度对回转部分以及整个塔机的安全及性能起到关键作用。
回转支座计算比较复杂，这是由于其本身结构形式决定的。
回转上下支座结构多数采用钢板拼接而成，与其他部分连接的主弦部分多采用角钢、方管、圆钢等，总体来说主要以板梁结合为主的结构。
这导致在对回转上下支座计算时，力学模型难以建立，无法准确地采用结构力学中的计算方法进行简化，因此在以往的计算过程中，只能对连接位置处主弦及销轴的强度进行计算。
本文以ANSYS有限元软件为计算平台，以我单位QTZ型1000Tm塔机回转下支座为计算目标，通过建立回转下支座有限元模型，合理分析载荷状态及加载位置，计算出回转下支座在设定的几种工况下的应力最大值及应力分布状态。
完成回转下支座强度及刚度的校核，同时提出回转下支座改进方案，完成计算目标，使该型号塔机回转部分设计更合理、性能更优越、安全及使用可靠性更高。
1回转下支座结构受力分析本单位QTZ型1000Tm型号塔式起重机回转下支座为本文的计算对象，该回转下支座主要由上下盖板、回转双层钢圈拼焊而成，主弦采用圆钢形式。
回转下支座与下方内塔节连接，采用主弦圆钢上焊接的耳板通过销轴连接；回转下支座上方安装回转支撑，回转支撑与回转下支座采用高强螺栓连接，该高强螺栓穿过回转支撑及下支座上下盖板，在下盖板处用高强螺母拧紧。
基于ANSYS的塔式起重机结构有限元分析计算
结 构 的计算 模型 既 要控 制 规 模 、 又 要 能 保 证计 算 结果 的精度 ， 使分 析计算 在 有限 的条件 下更 快 、 更 好地 完成 ， 为此在 建立 该 型塔 机 的 有 限元 模 型 时 做 了一 些 简化 处 理 ： ① 将 司机室 等 对 分 析计 算 结 果 影 响较 小 的 结构 采 取忽 略处理 ； ②把 吊重 和 吊钩 、 变幅小 车 的质量 并 看作 起升 载荷 。 １ ． ３ 建立计 算模 型 本 塔式起 重 机 所 用 材料 的 弹性 模 量 为 ２ ｌ Ｏ Ｇ Ｐ ａ 、 泊松 比为 ０ ． ３ 、 密 度为 ７ ８ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｍ。 。采 用 编 制 ＡＮ — Ｓ ＹＳ命令 流的方 式 建 立 了 如 图 １所 示 的 塔 式 起 重 机 有 限元计 算模 型 ， 其 节点 数 为 ３ ５ ７ 、 单元 数 为 ５ ３ ７ 。 ２ 边界 条件 的处理 ２ ． １ 载 荷 本 次 设计 塔机所 受载 荷 只考 虑起 升载 荷 与 自重 载
图 ２ 塔 式 起 重 机 应 力 云 图
３ ． ２ 强 度 校 核
为使塔 式起重 机 安 全工 作 ， 其 构 件应 满 足 强 度 条 件：
≤［ ］ 。 、 其中 ： 为相 当应力 ． ［ ］ 为材料 的许用 应力 。 （ 下 转第 ６ ２页 ）
收 稿 日期 ：２ ０ ｔ ３ — ０ ３ — ２ １ ；修 网 日期 ：２ ０ １ ３ — ０ ４ — １ ５
１ ． １ 单 元 类 型 的 选 择
荷， 此 处通 过集 中 力 方式 施 加 起 升 载 荷 ， 而 由材 料 密 度、 重力 加速 度与 质量单元 施加 自重 载荷 。
２ ． ２ 约 束
ANSYS分析塔式起重机吊臂步骤
ANSYS分析塔式起重机吊臂步骤塔式起重机吊臂是一种常见的起重机构。
它通常用于吊装重物，并且能够通过伸缩吊臂的长度来适应不同的工作条件。
利用ANSYS软件进行塔式起重机吊臂的分析可以帮助工程师了解吊臂结构的强度和刚度，并优化设计以满足设计要求。
下面是使用ANSYS软件进行塔式起重机吊臂分析的一般步骤：1.几何建模：首先，需要使用CAD软件或者ANSYS自带的几何建模工具创建塔式起重机吊臂的几何模型。
这个几何模型应该包括所有的主要结构组件，例如吊臂、支撑杆、立柱等。
2.材料定义和加载：在进行分析之前，需要对所使用的材料进行定义。
材料定义应包括材料的弹性模量、泊松比和密度等。
另外，还需要定义适当的加载条件，例如自重载荷、外部工况荷载等。
3.网格划分：对几何模型进行网格划分是进行分析的关键步骤。
足够准确的网格划分可以提供更精确的分析结果。
在划分网格之前，需要根据倾斜角度和吊臂的形状来确定合适的划分方式。
4.约束和边界条件：对于塔式起重机吊臂的分析，通常需要施加一些边界条件和约束。
例如，可以将塔座固定在地面上，使其不能发生任何位移。
此外，还可以施加其他约束条件来模拟实际工作条件。
5.应力分析：完成了网格划分和约束设置后，可以进行应力分析。
应力分析可以帮助工程师了解吊臂在不同工况下的应力分布情况。
可以通过绘制应力云图和边界应力图来可视化这些结果。
6.判断强度：针对应力分析的结果，可以对吊臂的强度进行评估。
可以检查吊臂是否满足强度设计要求，例如是否超过了材料的屈服强度或破坏强度。
7.刚度分析：除了强度外，刚度也是塔式起重机吊臂设计中的重要考虑因素。
可以通过刚度分析来评估吊臂在工作状态下的形变情况。
如果形变过大，可能会影响到起重机的操作性能。
8.优化设计：根据应力和刚度分析的结果，可以对塔式起重机吊臂的设计进行优化。
例如，可以增加材料厚度、增加支撑杆数量或改变结构形式等。
优化设计可以提高吊臂的强度和刚度，在满足设计要求的前提下减少结构重量。
基于ANSYS的塔式起重机结构动态分析
０ 引 言
塔式 起 重机 （ 以下 简称 塔 机 ）作 为 现代 施 工 中 的关 键起 重设 备 ，随着 高层 建筑 的增 加 ，其 满 载率 加大 ，满 载起 升及 变 幅等 对结 构 产生 动态 冲 击 ．在塔 机 结构 的设
计 和分 析 中 ，动 态特 性 已成 为不 可 忽视 的一 个 因素 。因 此 ，本 文 基 于 Ａ Ｓ Ｓ建立 塔 机 有 限元 模 型 。从 起 升动 ＮＹ
Ｈ Ｃｌ
１ ｘ ．】 【
１ ０ ０２ （ － ． ． ＋ ． ％ ０２） ０
ＨＣ ２
ＨＣ ３
１５ ． Ｏ
１１ ． Ｏ
１ ５ ０４ （ｒ０２ ． ＋ ． ｖ ．） ０
１１ ＋ ． （ｒＯ２ ．０ ０６ ｖ ． ）
１ ． ６
１ ． ９
注 ：①Ｈｃ 广ＨＣ 是根据塔机的用途和动 态特性划分的起升等级 ，
重量一起处理为起升载荷 ； 塔身底部结构 刚度很大 ， ②
又与 地基 用地 脚 螺栓 相 连 ，约束处 理 为 固定支 座 ：起 重 臂 根 部通 过销 轴 与塔 机 回转 节相 连 ，在臂 架起 升 平 面可
认 为 是 固定 铰支 座 ：起 重臂 两根 拉杆 上 吊点 按 固定 铰支
载 荷 和 振 动 角 度 分 析 塔 机 在 典 型 工 况 下 的 结 构 动 态 响 应 ，获得 塔机 结 构在 不 同工 况下 振 动模 态及 瞬态 动 力学 结构 应力 ，对 计算 结 果进 行 了相 应 的动 载 系数 计算 ，同
时动 载荷的 影响， 不能准确 但
ｏｔ ｅｃｎ ｆ ｗｒｒ ｅ ０
ｌ
反映动载荷变化情况 。本文利用 Ａ Ｓ Ｓ计算该塔机在 １ ＮＹ
三种典 型工 况 下 的起重 臂端 点 处 的动载 时最 大 的位 移和 －
基于ANSYS的塔式起重机结构稳定性分析
材料弹性范 围内，且对 一般 中小 型塔 机 的结构分 析不必考虑非线性 因素，因此本文 只讨 论在常 温
线 性条 件下塔 机结 构稳 定性 分 析 。 为了 建 模 更 加 合 理 ，应 考 虑 如 下 基 本 原 则 ： （） 模 型 能 全 面 、 准 确 地 反 映 塔 机 结 构 特 点 ； １ （）模 型受 力 应 与 塔 机 在 工 作 时 外 载 荷 作 用 下 相 ２ 同 ； （ ）模 型 的边 界条 件 处 理 应 与塔 机 实 际 工 作 ３
平面认 为 是 固定铰 支座 。 （ ）塔 机 附件 简化 。 ３
性分析 和 稳 定 性 验 算 已经 成 为 结 构 设 计 中必 须 考 虑 的关 键 性 问 题 ，而 目前 对 塔 机 结 构 稳 定 性 的校 核 主要 还 局 限于 手 工 计 算 ，且 Ｇ ／ ３ ５— １９ Ｂ Ｔ１７ ２ ９２
［ 图分 类 号］Ｔ １． 中 Ｈ２３３
［ 文献标 识码 ］Ｂ
［ 文章编 号 ］１０—５Ｘ（０ ７ １－０６０ ０ １５４ ２０ ）１０７—３
Ｔｈｅ ｓａ ｉｉｙ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｏ ｒ ｃ ａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｂ ｌｔ ｎａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ ｔ ｗｅ ｒ ｎ ａ ｅ ｎ ＡＮＳ ＹＳ
Ｚ ＨＥ －Ｊ ， Ｘ Ｅ Ｚ ｅｇ ｙ，Ｚ ＮＧ Ｘｉ ａ ｊｎ Ｉ ｈ ｎ —ｉ ＨＡＮＧ Ｇｕ －ｈ ｎ ｏｚ ｏ ｇ
随着塔式起重机 （ 以下 简 称 塔 机 ）技 术 的 进 步 ，塔 机 正不 断 向 大 型 化 方 向 发 展 ，随 之 而 来 的
结构稳 定 性 问题 也 越 来 越 重 要 ，塔 机 结 构 的稳 定
《 塔式起重 机设 计规范 》并 没有 给 出足够 的说 明。
基于ANSYS的塔式起重机结构分析
基于ANSYS的塔式起重机结构分析符国炎【摘要】以QTZ6012塔式起重机为例探索建立一种基于ANSYS的建模分析(塔式起重机结构分析的简化、单元选择、建立模型、载荷情况、设计工况计算、结果与分析)的研究方法,以达到从设计阶段找出塔机工作状态的危险部位及应力水平的目的,从而为塔式起重机的设计计算、检验检测和安全评估提供可靠数据和方法.【期刊名称】《建筑机械（上半月）》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】3页(P135-137)【关键词】塔式起重机;结构分析【作者】符国炎【作者单位】广东省建筑科学研究院集团股份有限公司,广东广州510500【正文语种】中文【中图分类】TH2121.1 模型简化由于回转支承结构等实体部件相对塔式起重机整体结构而言几何尺寸较小，而刚度较大、质量较为集中，当对塔机结构进行整体分析时，可以将回转支承结构等实体部件采用梁杆单元进行等效，使塔机的整体分析中只包含梁单元，避免了具有不同结点自由度的梁单元和板壳单元的联接问题。
另外，一般塔机都具有几百甚至几千根杆件，其输入数据文件已经很大，如果再同时分析回转机构的板壳结构，更将大大增大数据文件，甚至超出了计算机的工作能力。
在作完整体分析之后，再将整体分析中得到的等效单元的结点力作为外载荷，采用板壳单元单独分析回转机构。
根据设计规范的规定，塔机必须工作在材料弹性范围内，且对一般的中小型塔机的分析不必考虑非线性因素，因此QTZ6012塔机只讨论线性分析。
（1）塔身、起重臂主弦杆和腹杆的每个连接点根据实际尺寸建立节点，每节塔身、起重臂的连接点也建立节点。
（2）塔机模型应与实际形状保持几何上的相同，对研究问题影响不大的局部结构适当简化。
（3）模型的边界约束条件应与塔机实际工作时保持一致。
塔身底部结构刚度很大，又与地基用地脚螺栓相连，则认为在底部能承受弯矩，假定它是固接支座，约束线位移UX=0、Uy=0、Uz=0；角位移R0TX=0、R0Ty=0、R0Tz=0；平衡臂、起重臂、塔帽与塔身连接节点约束线位移UX=0、Uy=0、Uz=0；角位移R0Ty=0、R0Tz=0；平衡臂拉索、起重臂拉索与平衡臂、起重臂、塔帽连接节点约束线位移UX=0、Uy=0、Uz=0；角位移R0Ty=0、R0Tz=0。
ANSYS分析塔式起重机吊臂步骤
第二章ANSYS分析塔式起重机吊臂步骤2.1 分析问题遇到要分析的问题时，通常要考虑该问题所在的学科领域、分析该问题所要达到的目标等分析方案。
需要考虑以下几点：1、分析领域塔式起重机吊臂的力学分析属于结构分析领域。
2、分析目标利用ANSYS，根据起重特性曲线，计算变幅小车在不同位置时吊臂的受力情况，及拉杆的力。
3、分析类型结构线性静力分析。
4、分析细节的考虑（1）ANSYS中没有定义单位，在应用时，可以采用国际单位制。
（2）在建立模型过程中，要考虑两个下弦杆的相对位置。
根据起重特性曲线，起重量沿臂端方向逐渐减小，因此由两个等边角钢焊接成的方管的横截面积也减小，同时要考虑到变幅小车在下弦杆上行走，故下弦的外廓面和上平面应在同一平面内。
建模时应用点和线，保证模型的连贯性，所以将整个吊臂变截面的下弦杆轴线放在同一水平线上，通过定义单元梁质心的相对位置来保证外廓面和上平面在同一平面内。
（3）变幅小车及吊重可以通过集中力的形式加载到下弦杆上。
（4）风载荷加到关键点上。
（5）吊臂自重通过惯性力施加。
由于吊臂上安装有其他设施，故总重比计算值偏大，这时需要增大密度，来模拟自重。
（6）划分网格时须注意，拉杆采用的LINK8单元只能承受拉力，所以分网时，一个单元只能分一段。
吊臂采用BEAM188单元，分网时可以划分2~3段。
（7）在臂节连接处，实际是使用销轴连接，在模型中进行耦合来模拟销轴连接。
2.2建立K25/20塔式起重机吊臂模型吊臂的模型结构比较简单，只要在笛卡儿坐标系中输入各个节点的位置，然后将每个点连成直线即可。
在建模前要对吊臂的形状有一个全面的了解，然后列出每个节点的坐标。
下面是K25/20塔式起重机吊臂节点位置。
1、节点编号及坐标位置（mm）：在定义的关键点中，吊臂每节后三个点和下一节前三个点的坐标相同，用来进行耦合处理。
点击Main menu >Preprocessor>Modeling>Create>Keypoint>In active CS进入Create keypoints in active coordinate system对话框。
基于ANSYS的塔式起重机臂架有限元参数化建模与分析
1
参数化
在进行系列产品设计 中, 由于其 结构形式 相
同, 而结构尺寸不同 , 如果逐个进行建模分析, 需 要花费大量的人力 和物力资源 , 造成设计周 期延 长。将参数化的思想引进到有限元的分析过程中 , 可以减少系列产品有限元分析的工作量 , 缩短设计 周期 , 提高设计效率。 参数化的概念涵盖很广, 通常指的是参数化的 造型 , 它是一种重要的几何参数快速构造和修改几 何模型的造型方法。参数化设计是实现设计自动化 的主要手段之一。参数化建模用于基本结构形状相 同但具体模型形状有较小变动的系列产品的设计。 根据如何得到参数值 , 可以将常见的参数化方法分 起重运输机械 2006 ( 9)
为如下几种 : 代数法、人工智能法、直接操作法和 语言描叙法。本文中有限元参数化模型的建立采用 的就是 ANSYS 的 APDL 语言描述法。
2
臂架结构参数化建模分析算例
采用交互式建立塔机的有限元模型, 建模的工
作量将十分巨大, 而且当臂架结构发生变化时 , 需 要重新建立模型。如果把结构模型都以参数化技术 进行有限元建模, 当需要新产品结构设计时, 只需 要输入必要的、合理的参数值, 即可自动建模。考 虑到塔机结构主要以型钢焊接结构为主, 结构具有 相似性, 为进行参数化建模分析提供了必要条件。 可以采用 VB、VC 等程序设计语言编制程序 , 用户 只要输入建立塔机结构所需的一些必要参数, 就可 以输出 ANSYS 参数化建模分析所需的参数化文件, 自动建立塔机有限元分析模型, 这样就可以减小模 型建立需要 的时间, 提 高工作效 率。利用 ANSYS 进行结构参数化建模与分析的基本流程见图 1。 2 1 臂架结构相关参数确定 塔机臂架形式多种多样 , 这里以最常见的正三 角形截面双吊点吊臂为例进行说明。要构建臂架的 有限元参数化模型 , 首先要确定与臂架相关的结构 参数, 主要包括以下数据: ( 1) 基本数据: 包括起 重量、小车轮距、臂架段数、臂架根部到回转中心 距离、小车及吊钩质量等。 ( 2) 臂架的基本数据: 包括臂架高 度、宽度、臂架 段数、每段长 度、节 11
基于ANSYS的塔式起重机塔身的静力学分析
基于ANSYS的塔式起重机塔身的静力学分析摘要：本文基于ANSYS软件，结合塔式起重机的结构特点和工作情况，对起重机塔身进行静力学分析。
针对塔式起重机塔身进行了应力和变形仿真计算分析，包括对塔身进行网格划分、施加载荷、固定约束和求解分析等。
结果表明，塔式起重机塔身结构符合要求。
关键词：ANSYS；塔式起重机；有限元分析；应力0引言随着国家现代化建设进程不断加快，对塔式起重运输机械的需求量也越来越大。
塔式起重机在多数情况下都是满载重载工作，各结构都承受较大的应力，因此对起重机在工作过程中的安全性能有很高的要求。
目前，对塔式起重机的安全性研究就是要在保证其施工效率的基础上最大程度地降低其发生安全事故的可能性，对塔式起重机的安全性分析主要可考虑以下两个方面塔式起重机自身的设计和操作人员的操作技术。
其中对起重机自身的设计有严格的要求。
随着科学技术和计算机技术的快速发展，使得ANSYS等仿真分析软件在机械领域广泛运用。
采用有限元分析的方法对塔式起重机进行仿真分析，可为实现产品轻量化提供参考。
本文以塔式起重机塔身为研究对象，运用ANSYS软件对塔式起重机塔身进行应力和变形仿真计算分析，通过ANSYS软件实现网格划分、施加载荷、固定约束和求解分析等过程，得到了塔式起重机塔身结构的应力应变图，最后分析塔身结构是否符合要求。
1建立有限元模型1.1有限元模型该模型运用SolidWorks建模软件建立，在建模过程中，将根据QTZ63塔式起重机塔身的实际结构特点，对其有限元模型做适当的简化，如忽略焊缝对塔机的影响，轴销连接均按固定连接对待等。
把建立的模型导入到ANSYS Workbench 中。
有限元模型如图1所示。
塔机塔身材料为Q235，其材料物理性能参数如表1所示。
表1 材料物理性能参数材料密度弹性模量泊松比Q 2357.8520.25图1 塔机塔身有限元模型1.2网格划分进入Mesh划分网格，选择所有实体，然后在Element Size中输入网格尺寸为500mm。
基于Ansys的折臂式塔式起重机臂架参数化建模和分析
ANALYSIS RESEARCH
基于 Ansys 的折臂式塔式起重机 臂架参数化建模和分析
刘文举 徐格宁 陶彦飞
太原科技大学机械工程学院
太原
030024
摘
要：针对目前部分折臂式塔式起重机臂架结构轻量化的问题，基于 APDL 语言，以折臂式塔式起重机臂架结
构为分析对象，囊括参数化建模部分和优化设计部分，针对满载小车位于臂架端部最危险位置时的工况进行有限 元计算模拟，旨在满足桁架强度、刚度、稳定性的基础上，利用 Ansys 的优化功能减轻桁架质量。经过分析，优 化结果较原设计方案臂架质量减轻了 14.89%，优化效果良好，大大提高了设计的质量和效率，为折臂式塔式起重 机臂架金属结构或类似结构轻量化设计提供了参考。 Abstract: To make boom structure of some goose-neck jib tower crane lighter, the paper with boom structure of gooseneck jib tower crane as the research object including the parameterization modeling part and optimization design part proceeds with finite element simulation when fully loaded trolley is in the most dangerous position of boom end on the basis of APDL language so as to lighten truss through optimization function of Ansys on the premise of ensuring truss strength, stiffness and stability. Analysis shows that the optimized boom is 14.89% less heavy than originally designed with satisfactory optimization effect. Optimization substantially improves design quality and efficiency, which can be very useful for lightweight design of metal structure or similar structure of the boom of goose-neck jib tower crane. 关键词：折臂式塔式起重机；臂架；参数化；优化；分析 Keywords: goose-neck jib tower crane; boom; parameterization; optimization; analysis 中图分类号：TH213.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2017）11-0124-04
基于ANSYS的塔式起重机四杆式附着结构强度分析
塔式起重机超长附着杆能够满足强度的要求，为施工单位在计算塔式起重机超长附着杆内力及校核其
强度提供了参考依据．
关键词： 超长附着杆； 摩尔积分； 强度校核； 有限元分析； 超静定结构
中图分类号： TH213． 3
文献标识码： A
随着我国经济的不断发展，建筑项目数目的不断增多，塔式起重机在高层建筑项目中的应用越来越 多，因此塔机安全装置的附着杆的安全性问题是值得重点讨论的．
s2
=
σs σmax
=
235 182
= 1． 29
可知，所设计的桁架式附着杆强度值满足要求，可以在施工中安全使用．
5 结论
本文通过对 C5513 塔式起重机特殊位置下最上层附着结构进行分析，得出以下结论： （ 1） 确定了每种工况下各附着杆的内力，得出其最大压力为 220． 11 kN，发生于塔机非工作状态下塔 臂平行于墙面情况下； 最大拉力为 119． 31 kN，发生于塔机非工作状态下塔臂平行于墙面情况时． （ 2） 运用 ANSYS 有限元软件对附着杆的受迫振动特性进行了分析，得出附着杆在受力方向上易发生 共振的频率为 24 Hz ～ 28 Hz，塔臂回转所引起的载荷变化对附着杆动力学影响不显著，对于附着杆的强度 计算可按照静力学方法进行． （ 3） 通过对危险附着杆的结构进行力学分析，得出其最大应力未超过其强度极限，具有一定的安全系 数，在施工时能够安全使用．
塔臂水平惯性力： F水平 = 84 kN．
塔臂所受风载对其扭矩如下，其中 l1 为塔身中心到起重端的最大距离，l2 为塔身中心到平衡端的距
离：
M' 风扭
=
q（ l21 － l22 ） 2
= 0． 27（ 552 － 122 ） 2
基于Ansys的塔式起重机结构有限元分析
工 作状 态 风 压 时 各 计 算 工 况 均 考 虑 自重 载 荷 、起
升载荷 、回转起 （ ）动惯 性载 荷 以及风 载荷。 制 工作状 态 风 载荷 ，风 载荷 Ｐ ｗ＝ＣＡ，其 中 的 ｃ为 ｑ
《 起重运输机械》 ２ １ （ ０ ０２ １ ）
３ 一 ６
风力 系数 ；ｑ计算 风 压 ，Ａ为迎 风 面 积 。非 工 作 状 态 风载荷 ，风 载荷 Ｐ ｗ＝Ｃ ｈ。 Ｋ ｑＡ，并 以节 点 载 荷 的 形 式施 加在结 构 的相应各 节 点上 。
非 常 有 必 要 的。 本 文 以 Ｊ ７ ５ 塔 机 为 例 ，在 Ｃ ００ Ａ ｓｓ中建模 ，分 析塔 机 的结 构 的强 度 、刚度及 稳 ｎｙ
定性 ，为塔 机 的设 计 和 寿 命 预 测 提 供 一 定 的数 据 和参 考 。
１ 建 立 有 限元 模 型
１ １ 选 取单 元 ．
塔 机 的 起 重 臂 、平 衡 臂 弦 杆 、塔 身 杆 件 及 拉 杆 等 材 料 均 为 Ｑ ４ Ａ，所 有 腹 杆 材 料 为 Ｑ ３ Ｂ， ３５ ２５ 模 型 的边界 约束 条件 应 与 塔机 实 际 工 作保 持 一 致 。 塔 身底 部结 构刚 度很 大 且 与地 基 以地 脚 螺 栓 相 连 ，
个 臂架 结构离 散成 １ ４ ９个单 元 ，其 中 ５６个梁 单 ２ ６
元 ，１８ ７个 杆 单 元 ，２ ２ ０个 质 量 单 元 ，９ ７个 节 ８
点 ，有 限元模 型见 图 １ 。
工 具 等 吊装 工 作 的 主 要 设 备 ，其 主 要 故 障 事 故 为 整 机 倒 塌 、结 构 断 裂 等 。 因 此 ，在 设 计 阶 段 合 理 、有 效 地 模 拟 塔 机 结 构及 其 典 型运 行 工况 是
ansys分析报告平头式塔机起重臂
平头式塔式起重机起重臂的有限元分析一、实验目的：综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力，独立解决本专业方向实际问题的能力；训练学生对机械结构问题分析规划的能力，能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型，合理定义单元、分析系统约束环境，正确加载求解，能够提取系统分析结果。
通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点，推动学生进行创新设计，进一步提高动手操作能力，为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。
二、实验任务：本专题实验借用上一学期现代机械工程基础实验1-金属结构部分的参数和设计成果，采用有限元方法进行设计分析，用ANSYS软件对塔机的起重臂、平衡臂和塔身结构进行模型构建和强度、刚度分析，并与手工计算结果进行对比讨论。
掌握有限元法进行工程实例计算的基本方法和步骤。
三、实验内容和步骤：（一）问题分析：塔机工作时产生的冲击和振动易造成钢结构的破坏，起重臂作为塔机的主要受力部件，其结构强度和刚度关系着工作的可靠性和安全性。
利用有限元分析软件ANSYS 分析起重机臂架在典型工况下的应力分布规律及模态特性，可在虚拟阶段对其进行强度及稳定性校核，降低了生产成本，缩短了开发周期，提高了产品质量，本次实验周对平头塔机起重臂进行分析。
塔机起重臂主要载荷包括：起重臂自重、风载荷、吊重、吊重风载、惯性力或其他水平力。
臂架自重：参考同类型产品结构按比例初步估计为4T小车及吊钩：重量初步估计为0.625T风载荷：按照塔式起重机设计规范F w=C w P w AC w为风力系数，臂架为三角形结构，查表得C w=1.3P w为计算风压，工作状态取Pw=250MPA为迎风面积A=A1+ηA2A1—前片结构迎风面积A2--后片结构迎风面积A1=w1×A l1w1为结构充实率对于桁架取0.4A2=w2×A l2w2为结构充实率对于桁架取0.4 根据前后片外形轮廓尺寸计算出前后片迎风面积η—前片对后片的挡风折减系数，根据前片充实率及桁架隔比查表定位0.28计算可得：A=30.72㎡F w=9984N其他水平力：回转惯性力T=0.1×Q（Q为吊重）T=0.1×34.54KN=3.454KN起重臂根据上学期金属结构课程设计得，截面呈三角形结构上主肢采用∅121×32（外径121mm壁厚32m），下主肢采用两根18b扣方。
基于ANSYS的超大型塔式起重机底盘结构的强度校核
Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 有限元软件在建模过程 中使用统 一的材料 属性 ， 即杨 氏模 量 （ Ｅ Ｘ ） ＝２ ． １ Ｅ ｌ ｌ Ｐ ａ ， 泊松 比 （ ⅨＹ）
＝０ ． ３ ， 密度 （ Ｄ Ｅ Ｎ Ｓ ） ＝７ ８ ５ ０ ｋ ｒ Ｊ ．
该 塔机底 盘 为典 型 的空 间桁 架类 结 构 ， 其 基 础
不仅 承受轴 向力 ， 还 承受弯 矩和扭 矩 ， 所 以在 建模 时
选用 Ｂ Ｅ Ａ Ｍ１ ８ ８单元 ． Ｂ Ｅ Ａ Ｍ１ ８ ８ 单 元是建 立在 Ｔ ｉ ｍ ｏ －
均 承受较 大载 荷 ， 若 长 期 受载 必 定 产 生 应 力集 中现 象． 传统 的塔 机底 盘结 构 应力 检 测 常 采 用指 导 布 点 方法 ， 并 在立 塔后进 行检 测 ， 不 能真正 反 映结构 整体
［ ２］ Ｋ ｏ ｒ ｍ ｏ Ｈ， Ｙ ａ ｍ ￣ｋ ｊ Ｈ． Ｍｅ ａ ￣ － ａ ｂ ｓ ｄ ｕ ｔ ｅ 枷
， 删 ａ ｎ ｄ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， １ ９ ９ １ ， ３ ７ （ ５ ） ： ５ １ ９ —５ １ ３ ．
Ｉ 砌， ｌ ｔ Ｏ Ｙ ｏ ｋ ｏ ｓ ｔ ｏ ｃ ｋ ｍ 盯 蛔［ Ｊ ］ ． Ｍ ａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ
Ｖｌ ｏ １ ． ３ ２ Ｎ０ ． ２
Ｊ ｕ ｎ． ２ ０ｌ ３
文章编号： １ ０ ０ ４—５ ４ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ １ ７ ８— ０ ４
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的超 大 型 塔 式 起 重 机 底 盘 结 构 的 强 度 校 核
吴昊荣 ， 龚一龙 ， 李晓晓
得 了工作 和非工作状 态下底盘结构 的最大应 力和 总体最 大变形 ， 完成 了对底盘结 构在 ３种不 同工况下 的静 强
基于ANSYS的塔式起重机结构模态分析
第６期尹强，等：基于ＡＮＳＹＳ的塔式起重机结构模态分析９９并进行了模态扩展，结果如下见表２。
表２Ｑｚ＇１２５塔机动态计算结果与文献结果比较通过表２可以清晰的看到本文建立的计算模型，与文献［２］结果十分接近，最大误差为２．４４８％，最小误差为２．３３２％，普遍误差在２％～３％之间，完全达到了工程计算误差许可范围，也直接证明了本方法具有很高的可行性。
本例计算的ＱＴＺ２５塔机前面几阶振型及振型曲线（限于篇幅，只列出前面６阶振型），见图２～图８。
图１塔机的有限元模型图３二阶振型图５四阶振型图２一阶振型图４三阶振型图６五阶振型３结论图７六阶振型图８各阶振型曲线由振动理论可知，对于塔机这样一个多自由度系统而言，低阶固有频率对系统的动力响应贡献较大，而高阶固有频率影响较小，所以对塔机系统而言只要提取其低阶固有频率就能很好反映系统动力特性。
通过对前几阶振型分析可以得到以下几点的结论：１）塔机结构的一阶振型是塔机绕塔身在水平面内扭转振动，振动频率为０．２２９１９Ｈｚ，说明了塔机在绕塔身的刚度偏小，在设计时应该考虑予于加强。
２）塔机结构的二阶振型是塔机绕塔身根部固定端在前后弯曲振动引起吊臂的点头运动。
振动频率为０．５７８１３Ｈｚ。
３）塔机结构的三阶振型是塔机绕固定点左右摆动，其振动频率为０．６３２２６Ｈｚ。
４）塔机结构的四阶振型是吊臂和平衡臂绕塔身前后弯曲振动，振动频率为１．６０５８Ｈｚ。
５）塔机结构的五阶振型是吊臂和平衡臂在水平面内弯曲振动，振动频率为１．９０７７Ｈｚ。
以上结果与实际观察的振动情况相符合，进一步说明本文介绍的方法具有可行性，避免了常规分析塔机动态响应时做的种种假设，结果更具有可靠性。
塔机生产企业技术人员可以在塔机新产品设计中用有限元分析结果指导样机试制，样机做好后进行模态试验分析，用模态分析所得的模态参数，对有限元模型再进行修改，使其更符合实际，从而提高有限元分析的精度，根据修改后的分析结果提出塔机结构动力修改方案，用于指导新产品的批量生产。
基于ANSYS的QTZ63C塔式起重机结构分析
２ ＱＴ Ｚ ６ ３ Ｃ 塔式起 重机 结构 设计
Ｑ Ｔ Ｚ ６ ３ Ｃ塔式起 重机是 满足 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ３ １《 塔 式起重 机》 和
ｔ ｌ 册 ｌ ６ ７ ８ ＼
～
．
Ｇ Ｂ ５ １ ４ ４ ， 《 塔式起 重机 安全规程》 等标准设计 的加 强型塔式起
重机 ， 额定 起重力矩 ６ ３ ｔ ・ ｍ ， 最大 起重量 为 ６ ｔ ， 有Ｔ Ｃ ５ ２ １ １ 等
ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ ， Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ， Ｑ Ｔ Ｚ ６ ３ Ｃ ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ．
Ｉ Ｉ ９
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Ｏ ０
类型 。该机起升机构变极调速 ， 回转机 构为变频 调速 机构 ， 变 幅机构行星齿减速机 内置卷筒 ， 电控系统采 用进 口元 件 ， 安全 保护装置为机械式或机电一体化产品 ， 齐全 可靠 ， 该机具有 固
如 Ｐ ５ Ｓ ｆ ９ １ Ｄ 如 Ｉ ｎ
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（ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｆ ｏ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ Ｄ ｒ ｕ ｇ Ｖ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｈ ｕ ｏ ｉ ａ ｎ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ ２ ３ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
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ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ｕ ｒ ｐ ｏ ｓ ｅ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｗ ｅ ｒ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ． Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ —
基于ansys的塔式起重机力学分析
基于ansys的塔式起重机力学分析作者：李康敏徐雅澜耿冠秋陈珂来源：《大东方》2017年第02期摘要：本文对塔式起重机进行研究，根据各结构特点，建立塔式起重机仿真模型。
然后考虑风荷载作用，将风载量化到各个部件的单元节点上，施加起重载荷和位移约束求解。
分析结果，该塔式起重机性能优良，安全稳定。
这对大型塔式起重机结构的稳定性和安全性设计将有重要意义。
关键词：塔式起重机；有限元；风载荷引言近年来，随着建筑行业快速发展，塔式起重机得到广泛的推广。
塔式起重机的推广使用，较大提高了工作效率，为施工创造了安全的工作环境。
然而，工作效率提高的同时，塔式起重机也带来了一定的机械危险。
为此，国内已开始重视在使用新型材料、新型工艺和新型技术的同时，研究安全稳定技术，减少不安全因素，提高产品竞争力。
目前，塔机不断向大型化发展，且主要以工作经验设计为主，虽满足基本工作要求，但自重大和稳定性差。
本文通过对塔式起重机建模分析，得出其稳定性及安全性的结论。
一、塔式起重机结构特点起重机的底架被固于专用的混凝土基础上，其上部与标准节连结，标准节最上端与回转中心的下转台连接，下转台与回转支承外圈连接。
回转支承内圈上的转动部分，包括回转上转台、平衡臂、起重臂、塔帽、变幅小车与吊钩、起升机构、平衡重、回转机构以及操纵室等，这些部件均通过回转机构可以在水平面内作500度的全回转。
起重臂根部与上转台用铰链连接，且两根起重臂拉杆与塔帽连接。
平衡臂根部与上转台用销轴连接，也用两根拉杆与塔帽相连。
塔式起重机是一种常见的施工起重结构，按结构类型可分为动臂式和静臂式。
由于塔式起重机塔身较高，受到风载荷作用较大，因此对其安全性和可靠性的分析和评价是确保其在服役年限内正常使用的重要环节。
二、起重机仿真建模塔式起重机金属结构部分主要有底架、标准节、下转台、回转支承、上转台、塔帽、平衡臂、司机室、起重臂、变幅小车、拉杆等。
（1）塔身由标准节组成。
标准节呈长方形空间桁架结构，是由角钢组焊而成，四周为主角钢，其余角钢为副角钢。
基于ANSYS分析的塔机行走底架计算方法
基于ANSYS分析的塔机行走底架计算方法[摘要]行走式塔式起重机在建筑施工过程中应用广泛，底架结构的计算分析尤其重要，本文用ANSYS软件以平头式塔机R75/24为算例按照不同的使用状况对其底架架体结构进行了有限元分析计算。
关键词：底架；ANSYS；有限元1. 引言:底架是行走式塔式起重机不可缺少的一部分，由横梁、纵梁、斜撑杆以及水平拉杆构成，如图1。
其结构简单，但属于超静定结构，用有限元建模的方法对其分析计算减轻了以往计算工作量，避免了超静定结构计算的繁琐，提高了设计效率。
图11.横梁2.纵梁3.斜撑杆4.水平拉杆5.塔身基础节2. 底架型材简介及模型参数的确定本文研究的塔机底架为井字形结构，在有限元建模过程中采用自底向上的几何建模方式，几何建模完成后再离散为有限元网格，形成节点和单元。
有限元模型需根据结构尺寸参数、材料参数，结构形式参数来建立。
底架主体结构选用BEAM188单元建模，斜撑杆及水平拉杆是承受轴心力作用的杆件选用LINK8单元建模。
底架结构主要有型钢构成，在实际工作中会产生拉压变形。
BEAM188单元是三维线性有限应变梁单元，基于Timoshenko梁结构理论，其形函数中挠度和截面转动各自独立插值，并考虑了剪切变形的影响。
该单元有两个节点，默认情况下每个节点上有六个自由度：x、y和z方向的平动（UX、UY、UZ）和绕x、y和z轴的转动（ROTX、ROTY、ROTZ）。
LINK8是三维杆单元，承受轴向拉力或压力，每个节点上有三个自由度：x、y和z方向的平动（UX、UY、UZ）。
BEAM188单元不需要实常数，LINK8单元实常数为杆的横截面积。
底架结构采用碳钢，该材料的弹性模量E=210GPa，泊松比μ=0.3。
为了使所建模型更为合理更方便于计算，应对实际底架结构进行简化处理。
简化处理后的模型应遵循以下原则：1）模型能准确全面的反映出架体的结构特点；2）模型外载应与底架使用时外载作用相同；3）模型的边界处理应与架体实际工作时保持一致。
基于Ansys_Workbench_的平头塔式起重机臂架结构优化分析
基于Ansys Workbench的平头塔式起重机臂架结构优化分析黄江涛 高崇仁 王国涛 田星宇 周芳宇太原科技大学 太原 030024摘要：由于臂架是平头塔式起重机质量占比较大的结构，对整机的性能影响至关重要，故对臂架结构进行优化设计可大大提高整机的工作性能。
为此，文中采用许用应力法完成对平头塔式起重机臂架结构的初步设计计算，并对整机工作环境进行分析，了解起重臂架的工况，并使用Ansys Workbench软件对臂架进行静力学分析，以通过求解得到的应力云图和形变云图验证臂架结构设计计算的强度和刚度。
另外，对起重臂架进行模态分析，获取结构自身前六阶的固有频率和振型，为结的故障诊断和预警提供了可靠的理论依据。
在保证结构强度和刚度的前提下，通过对起重臂架各弦杆截面进行优化，从而降低臂架自重，提升材料的利用率，为起重臂架的轻量化设计提供参考思路。
关键词：平头塔式起重机；臂架结构；有限元；优化分析；模型中图分类号：TH.213.3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）16-0037-06Abstract: Boom occupies a large proportion in the mass of flat-top tower crane, which has a great influence on the performance of the whole machine. Therefore, the optimization design of boom structure can greatly improve the performance of the whole machine. Therefore, the authors completed the preliminary design and calculation of the boom structure of the flat-top tower crane by using the allowable stress method, and analyzed the working environment in order to understand the working conditions of the boom. The static analysis of the boom was carried out by Ansys Workbench software, and the strength and stiffness in the design and calculation of the boom structure were verified by the stress nephogram and deformation nephogram obtained by solving. In addition, the modal analysis of the boom was carried out in order to obtain the first six natural frequencies and vibration modes, which provides a reliable theoretical basis for fault diagnosis and early warning. Under the condition of ensuring the structural strength and stiffness, the cross section of each chord of the boom is optimized, so as to reduce the self-weight of the boom and improve the utilization rate of materials, which provides a reference for the lightweight design of the boom.Keywords:flat-top tower crane；boom structure；finite element method；optimization analysis；model0 引言近年来，随着国家绿色发展政策的推进和回收体系的完善，作为占比20%的再生资源废纸的回收量持续增长，使纸品公司对存储环境的空间利用率提出了更高要求。
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状 ，使计算更接近实际 。采用Ｂ Ｅ Ａ Ｍ１ ８ ９ 单元可 以 改进 梁构 件 的可视 化特 性 ；能 够考 虑剪 切变 形 的影
响 ；在单元 插 值 函数 中 ，挠 度 和截 面转 动能 够各 自 独 立插 值 。 因此 ，塔身 、平 衡臂 及起 重臂 主要 杆件
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ ４ １ ８ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｍ１ ９ ８ １ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ５ ． ０ ２ ４
＝
回转支承结构等实体部件采用梁杆单元进行等效 ， 使塔机 的整体分析中只包含梁单元 ，避免了具有不
同结点 自由度 的梁 单元 和 板壳 单元 的联 接 问题 。另 外 ，一 般塔 机 都具 有几 百甚 至几 千 根杆 件 ，其输 入 数 据文 件 已经很 大 ，如 果再 同时分 析 回转机 构 的板 壳结 构 ，更 将 大大 增大 数据 文件 ，甚 至超 出了计 算
Ｔｈｅ ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｆ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＮＳＹＳ
Ｆ Ｕ Ｇｕ ｏ － ｙａ ｎ
１ 模 型的建立
１ ． １ 模型 简 化
地脚 螺 栓相 连 ，则认 为在 底部 能承 受 弯矩 ，假定 它 是 固接支 座 ，约束 线 位 移 ＝ Ｏ 、 ＝ ０、 ＝ ０ ；角 位移 Ｒ Ｏ Ｔ ｘ ＝ Ｏ 、Ｒ Ｏ ＝ ０ 、 ０ Ｌ＝ ｏ ；平 衡臂 、起 重臂 、
进行 建模 。
壳单元单独分析 回转机构 。根据设计规范的规定 ， 塔机必须工作在材料弹性范围内，且对一般的中小
型塔 机 的分 析不 必考 虑非 线 性 因素 ，因此 Ｑ Ｔ Ｚ ６ ０ １ ２ 塔 机 只讨 论线 性分 析 。 （１ ）塔 身 、起 重 臂 主 弦 杆 和腹 杆 的 每个 连 接 点 根 据实 际尺 寸建 立节 点 ，每 节塔 身 、起重 臂 的连 接 点也 建立 节 点 。 （ ２）塔机 模 型应 与 实 际形 状 保 持几 何 上 的相
由 于 回 转 支 承 结 构 等 实体 部 件 相 对 塔 式 起 重
机整体结构而言几何尺寸较小 ，而刚度较大 、质量
较 为 集 中 ，当对 塔机 结构 进行 整体 分 析时 ，可 以将
塔 帽与塔身 连接 节点 约束线 位移 ＝ ０ 、Ｕ ｒ ＝ ０ 、 ０ ；角位 移Ｒ Ｏ Ｔ ｙ ＝ Ｏ 、加 Ｔ ｚ ＝ ０ ；平衡 臂拉 索 、起 重
设计计算
ＤＥＳｌ ＧＮ ＆ ＣＡＬ ＣＵＬ Ａ丁ｌ ＯＮ
基 于ＡＮＳ ＹＳ 的塔 式起 重 机 结构 分 析
符 国炎
（ 广东省建筑 科学研究院集团股份有 限公司 ，广东 广 州 ５ １ ０ ５ ０ ０
［ 摘要 ］Ｐ ２ Ｑ Ｔ Ｚ ６ ０ １ ２ 塔 式 起重 机 为例 探 索建 立一 种基 于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 的建模 分 析 （ 塔 式起 重 机结 构 分析 的
同 ，对 研究 问题 影 响不 大 的局部 结构 适 当简 化 。
Ｂ Ｅ ＡＭ １ ８ ９ 单 元 是建 立 在 Ｔ ｉ ｍｏ ｓ ｈ ｅ ｎ ｋ ｏ 分 析理 论 基础 上 的二次 梁单 元 ，可 以 自定 义 单元 截 面形状 ， 可 以较 好 地 再 现 角 钢 组 合 、方 钢 、角 钢 等 实 际 形
臂拉 索 与平衡 臂 、起重 臂 、塔 帽连 接节 点约 束线 位
移Ｕ ｘ ＝ ０ 、Ｖ ｙ ＝ Ｏ 、
Ｏ ；角位移Ｒ Ｏ Ｌ ＝ Ｏ 、Ｒ Ｏ Ｌ ＝ Ｏ 。
（ ４）对 变 幅小 车 、变 幅机 构 、 回转 支 座 等 刚 度 大 、质量 集 中 的塔机 附件 采用 质量 单元 来模 拟 。
简化 、单元选择 、建立模型 、载荷情况 、设计工况计算 、结果与分析 ）的研究方法 ，以达到从设计 阶段
找 出塔 机工 作 状 态 的危 险 部位 及 应 力水 平 的 目的 ，从 而 为塔 式起 重 机 的设 计 计 算 、检 验 检 测 和安 全评 估 提 供 可靠 数据 和方 法 。 ［ 关键 词 ］ 塔 式起 重 机 ；结构 分析 ［ 中图 分类 号 ］ Ｔ Ｈ ２ １ ２ ［ 文献标 识 码 ］ Ｂ ［ 文章编 号 ］１ ０ ０ １ — ５ ５ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ １ ３ ５ — ０ ３
（ ３ ） 模 型的边界约束条件应与塔机实际工作 时保持一致。塔身底部结构刚度很大 ，又与地基用
国炎 ，广东省广州市先烈东路１ ２ １ 号
Ｃ Ｏ Ｎ Ｓ Ｔ Ｒ Ｕ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ ＭＡ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ Ｒ Ｙ １ ３５
Ｉ 设计计算
＿ＤＥ Ｓ ｌ ＧＮ＆Ｃ Ａ Ｌ ＣＵ Ｌ Ａ Ｔ １ ０Ｎ
选 择Ｂ Ｅ Ａ Ｍ １ ８ ９ 梁单 元进 行模 拟 。 平 衡 臂 及 起 重 臂 拉 杆 选 择 三 维 桁 架 单 元 Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ８ 。Ｌ Ｉ ＮＫ８ 是２ 节 点６ 自由度 的轴 向拉 伸 、压 缩 三维 杆单 元 ，主要 用 于模拟 两端 结 点铰 接 的空 间杆 件 ，不考 虑杆 件 的弯 曲及扭 转 变形 。 附 件 质 量 选 择 ＭＡＳ Ｓ２ １ 单 元 。 ＭＡＳ Ｓ ２ １ 是 Ａ ＮＳ ＹＳ 提 供 的３ Ｄ质 量单 元 ，具 有沿 Ｘ 、ｙ Ｙ ｆ Ｉ ｌ ｚ 向的平
１ ． ２ 单 元类 型选 择
一
般 塔 机 的 空 间 实 体 结 构 ， 有 限 元 计 算
机的工作能力。在作完整体分析之后 ， 再将整体分
析 中得 到 的等效 单元 的结 点 力作 为外 载荷 ，采用板
中 可 采 用 ＢＥＡＭ ４、ＢＥＡＭ ４ ４、 ＢＥＡＭ １ ８ ８、
Ｂ Ｅ Ａ Ｍ１ ８ ９ 、Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ８ 、Ｓ ＯＬ Ｉ Ｄ１ ８ ５ 、ＭＡＳ Ｓ ２ １ 等单 元