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基于ANSYS的造船門機結構的有限元分析

發(fā)布于:2016-02-15 21:26

有限元分析

      以200 t造船門式起重機為例,介紹了造船門機設計過程中的載荷計算方法,以及 ANSYS 在造船門式起重機設計中的應用,分九種工況對該造船門機的金屬結構進行了有限元分析,并針對分析結果與設計標準進行比對,以此對該造船門機的性能進行了驗證。結果表明ANSYS在造船門式起重機金屬結構的有限元分析中的使用簡便、快捷,能夠快捷直觀的得出所設計起重機械是否符合標準要求,為起重機械的安全生產及可靠性提供依據,并能夠為起重機械的檢驗工作提供數據支持。
      目前對造船門式起重機的需求隨著我國船舶工業(yè)的發(fā)展越來越大,其噸位要求也隨之增大,此類大噸位起重機金屬結構的分析,對評價起重機的性能及穩(wěn)定性有著極其重要的意義,同時起重機械的金屬結構性能是起重機監(jiān)督檢驗及定期檢驗中的重要考量指標。ANSYS作為一種功能強大的有限元仿真工具,已廣泛應用于起重機械的設計過程,本研究以 某型造船門式起重機為例,詳細介紹了ANSYS軟件在其金屬結構有限元分析中的應用。
1 載荷計算
      由GB/T3811-2008《起重機設計規(guī)范》,結構強度按Ⅱ類載荷組合計算,考慮自重載荷、吊重、慣性載荷、偏斜載荷、風載荷等計算載荷。
2 計算工況
      根據 ME200 行造船起重機的工作特點,結構的主要計算工況如表所示。
3 計算模型建立
      200 t造船門機結構總圖如圖所示。整機結構系統(tǒng)均由薄板構成,故采用板殼單元(SHELL63)建模。造船門機結構幾何模型如圖所示。整個結構離散成27180個板單元,生成24665個節(jié)點。結構計算采用結構靜態(tài)分析、模態(tài)分析。
4 計算結果分析
      工況一(小車 A、B 抬吊滿載,位于主梁跨中)工況一條件下,整機最大等效應力值為160.248 MPa,小于材料許用應力260 MPa。該節(jié)點位于主梁跨中下蓋板與主腹板連接處。
      工況二(小車 A、B 抬吊滿載,均位于剛性支腿側)工況二條件下,整機最大等效應力值為96.576 MPa,小于材料許用應力260 MPa。該節(jié)點位于主梁靠近剛性支腿處。
      工況二條件下,剛性支腿最大等效應力值為70.05 MPa,小于材料許用應力260 MPa。該節(jié)點位于主梁剛性支腿下側腹板與下橫梁連接處。此時下橫梁(連接剛性支腿)最大等效應值為81.014 MPa,小于材料許用應力260 MPa。該節(jié)點位于剛性支腿下方橫梁腹板處。


                                                                                  專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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