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臂架的有限元分析建模和计算

2024-09-04 19:32阅读：

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编辑：杭州那泰有限元分析公司 www.nataid.com
臂架的有限元分析建模和计算
弦杆钢管材料弹性模量2.13×105MPa，强度极限780 MPa，屈服极限675 MPa。腹杆钢管和加强板材料的弹性模量2.1×105MPa，强度极限590MPa，屈服极限325 MPa。拉索弹性模量取为4.2×104MPa。所有材料的泊松比均取0.3。
杭州那泰有限元分析公司
计算载荷按载荷组合以产生最不利作用的方式施加。具体处理方案为：计入冲击载荷系数影响的结构自重载荷以重力加速度的方式施加；考虑动载荷系数影响的起升载荷以分布载荷施加于滑轮轴上；起升绳拉力以等效集中力施加于滑轮轴上；起升物惯性力以集中力施加于滑轮轴上；臂架惯性力在相应方向上以加速度的方式施加；坡度使臂架偏斜一定的角度而改变了臂架的受力，坡度载荷的施加按偏斜角度对有关载荷进行分解后施加；水平风载荷对臂架受力影响很小，不予考虑，仅考虑垂直风载荷，对同风向垂直的杆件以分布载荷施加，其它杆件以等效节点力施加于相应的节点上。为模拟臂架根部与机台及副臂与塔臂之间的双销轴连接，释放绕销轴的转动自由度并释放其中一连接点沿销轴方向的移动自由度。
采用ANSYS软件实施臂架的有限元建模和计算。在基本载荷组合作用下基本主臂和塔臂的变形结果如图所示。臂架杆件的应力按拉(或压)与弯曲组合计算，各载荷组合下臂架弦、腹杆中的应力最大绝对值见表。基本臂架弦杆的应力较大值出现在臂头与臂根交接处和臂头加强板下部，腹杆的应力较大值出现在臂头加强板下部和与臂根加强板相连部位。在臂头与臂根交接处，弦杆方向改变引起附加弯矩，使局部应力增大，如在载荷组合1，3，5，6作用下最大应力均出现于该处。在臂头加强板下部臂架受拉索的影响，其所承受的弯矩和剪力均较大，因而各种载荷组合下该部位的弦、腹杆的应力都较大。
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