近幾年來,仿真分析分析隨著建筑業(yè)的塔式不斷發(fā)展,塔式起重機(jī)(簡稱塔機(jī))應(yīng)用日趨廣泛,起重且已成為高層建筑施工的仿真分析分析主要垂直運(yùn)輸設(shè)備。然而,塔式各種大型施工設(shè)備發(fā)生的起重事故中,塔式起重機(jī)占絕大多數(shù)。仿真分析分析因此,塔式需要對塔機(jī)的起重強(qiáng)度做詳細(xì)分析,防止由于結(jié)構(gòu)原因?qū)е聶C(jī)毀人亡!仿真分析分析本文應(yīng)用SolidWorks對塔式起重機(jī)整體和塔機(jī)的塔式平衡臂做分析研究。
一、起重塔機(jī)整體分析
在SolidWorks中建立分析模型:因?yàn)樗C(jī)屬于桁架式,仿真分析分析所以在分析的塔式時候要采用橫梁單元,梁單元是起重把框架分解成很小的直桿,并應(yīng)用相似的變形到每個直桿。每個直桿有兩個節(jié)點(diǎn),每個節(jié)點(diǎn)有6個自由度。比如下面的框架結(jié)構(gòu),采用梁單元可以劃分為其原理如下圖所示:
依據(jù)橫梁單元的原理,在此塔機(jī)平衡作用下,在SolidWorks中其整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析結(jié)果如下圖所示:
從分析結(jié)果來看,整體結(jié)構(gòu)趨勢良好,但是在實(shí)際工作中,塔機(jī)的平衡臂經(jīng)常會出現(xiàn)一些意向不到的疲勞,特別是在拉桿和平衡臂交接位置。對于分析來說,如果部件出現(xiàn)問題要先分析整體,整體結(jié)構(gòu)良好在分析細(xì)節(jié),目前整體情況良好,可以把平衡臂單獨(dú)分離出來,可以詳細(xì)的建立模型,以便得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。
二、塔機(jī)局部細(xì)節(jié)分析
在實(shí)際當(dāng)中因?yàn)殛P(guān)心的是拉桿和平衡臂交接位置,所以在做模型的時候也把拉桿做出來,以方便整體受力的分析!
根據(jù)塔機(jī)的工作原理,轉(zhuǎn)化邊界條件,平衡臂的右邊固定,拉桿的上端也固定。由于平衡臂自身重量不能忽略,所以要考慮自身的重量;在平衡臂的左邊是操作間,轉(zhuǎn)化為10T的力,整個邊界調(diào)節(jié)確定完之后,在SolidWorks中的分析結(jié)果如下圖所示:
分析結(jié)果和實(shí)際結(jié)果趨勢一樣,也是在平衡臂和拉桿之間,最大為450MPa,和屈服強(qiáng)度相比相對較大,有待改進(jìn)結(jié)構(gòu)或者更換更好的材料。為了更好的改進(jìn)結(jié)構(gòu),在SolidWorks的分析中也可以查看軸心力,可以單獨(dú)查看每根梁的軸心力也可以查看整體的軸心力,整體軸心力分布圖如下圖所示:
列舉橫梁力和橫梁應(yīng)力如下圖所示:
以上局部的細(xì)節(jié)分析給我們的細(xì)節(jié)改進(jìn)提供了指導(dǎo)意見;當(dāng)然,在分析中不僅是靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析,因?yàn)樗C(jī)的工作環(huán)境是室外,也可以考慮刮風(fēng)對塔機(jī)的影響,這就需要把風(fēng)轉(zhuǎn)化為風(fēng)載,可以直接轉(zhuǎn)化成靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析,也可以使用振動分析;對于振動分析,也可以分析地震對塔機(jī)的影響,只需要知道地震波的相關(guān)數(shù)據(jù)就可以模擬,在這里就不詳細(xì)說明。
從上面的分析,我們可以看到分析可以模擬很多我們在實(shí)際工作和實(shí)驗(yàn)條件滿足不了的工況,并且代價小,可以減少樣機(jī)制造和測試!
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