某起重機起重臂的有限元分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u31686某起重機起重臂的有限元分析案例 [35]。在SolidWorksSimulation中生成新的算例，進行有限元分析?；谀Ｐ偷慕ⅲ治鲞\算，即可以得到塔式起重機吊裝2t貨物時起重臂的靜態(tài)應力分布圖和位移分布圖。定義材料和加載材料定義吊臂的材料為Q235鋼，密度為ρ＝7800kgm3，彈性模量E＝2.1?定義連接類型及夾具此處連接類型使用軟件默認的全局“接合”接觸，接觸的效果相當于實際生產(chǎn)中的焊接效果；在吊點所在的第二節(jié)和第六節(jié)兩個起重臂上定義高級約束，用來約束起重臂在接觸面法線上的向上移動。定義起重臂上銷軸孔處為“固定幾何體”，這個夾具的作用在于把吊臂固定死，使各銷軸孔完全不運動。詳細設置參數(shù)見圖4-2。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s11材料參數(shù)圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s12定義連接類型及夾具參數(shù)施加載荷和約束整個起重臂是空間桁架結構，受力不是簡單的線性關系計算，分析計算要占用電腦和人工較多的資源，所以進行簡化。起重臂每節(jié)臂之間的銷釘聯(lián)接，都假定為固定部件，簡單快速求解。詳細載荷參數(shù)設置見圖4-3。塔式起重機所有約束參數(shù)見圖4-4。圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s13載荷參數(shù)圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s14雙吊點塔式起重機約束條件參數(shù)有限元模型的建立在SolidWorksSimulation中，確定網(wǎng)格的大小時，尺寸越小，結果越準確，但是相應的解決規(guī)模增加，計算時間也會增加。采用二階四面體實體單元劃分實體幾何體，每個單元有8個節(jié)點，并且每個節(jié)點有3個自由度。本分析采用實體網(wǎng)格，二階高品質單元，其網(wǎng)格劃分結果如圖4-5所示。圖圖STYLEREF1\s45起重機網(wǎng)格劃分結果計算結果分析雙吊點式塔式起重機水平截面的許用應力為：σ其中：σs為材料的屈服極限，σs=220.594Mpa；n為安全系數(shù)，n=1.5（1）應力結果分析吊重2t起重臂的塔式起重機模型SolidWorksSimulation分析得到的起重臂應力分布云圖如圖4-6所示，由圖4-6可知仿真結果很接近。吊臂整體應力分布均勻，起重臂與塔身接觸部分所受的應力最大，這里使用的是大型的線性求解應力來評估疲勞強度會更保守，同時可以發(fā)現(xiàn)起重臂并沒有屈服。因為疲勞仿真的應力必須小于屈服極限，這是疲勞分析的必須條件。其最大應力為100.6Mpa，沒有超出水平截面的許用應力147.062Mpa。因此該起重臂是安全的。圖STYLEREF1\s46起重臂應力分布云圖（2）位移結果分析Simulation分析得到的起重臂位移分布云圖如圖4-7所示。在2t的載荷力作用下，該平衡臂的變形量滿足塔式起重機的設計要求。起重臂的最大位移為3.376cm，發(fā)生最大位移的位置在起重臂的前端。位移量較小，不會引起大的變形。圖STYLEREF1\s47起重臂位移分布云圖（3）安全系數(shù)結果分析Simulation分析得到的起重臂安全系數(shù)云圖如圖4-8所示。由圖4-8可知，起重臂的最小安全系數(shù)為0.012。圖STYLEREF1\s48起重臂的安全系數(shù)分別云圖動臂式塔式起重機起重臂的有限元分析過程在SolidWorksSimulation中生成新的算例，進行有限元分析，得到動臂式塔式起重機吊裝2t貨物時起重臂的靜態(tài)應力分布圖和位移分布圖。定義材料和加載材料定義吊臂的材料為Q345鋼，密度為ρ＝7700kgm3，彈性模量E＝2.06?圖STYLEREF1\s49材料參數(shù)定義連接類型及夾具此起重臂與雙吊點塔式起重機起重臂使用一樣的默認全局“接合”接觸。設定起重臂與塔身相接處的銷軸孔為“固定鉸鏈”特征，這個夾具使銷軸孔只能沿銷軸做旋轉運動，類似生活中常見的“合頁”。詳細設置參數(shù)見圖4-10。施加載荷和約束起重臂與回轉構件上部為銷釘聯(lián)接，可以假定為固定部件，以便于求解。詳細載荷參數(shù)設置見圖4-11。塔式起重機所有約束參數(shù)見圖4-12。圖STYLEREF1\s410定義連接類型及夾具參數(shù)圖STYLEREF1\s411載荷參數(shù)圖STYLEREF1\s412動臂式塔式起重機約束條件參數(shù)有限元模型的建立在SolidWorksSimulation中，采用二階四面體實體單元劃分實體幾何體。本分析采用實體網(wǎng)格，二階高品質單元.，其網(wǎng)格劃分結果如圖4-13所示。圖STYLEREF1\s413起重機網(wǎng)格劃分結果計算結果分析此塔式起重機水平截面的許用應力為：σ其中：σs為材料的屈服極限，σs=345Mpa；n為安全系數(shù)，n=1.34（1）應力結果分析SolidWorksSimulation分析得到的吊重2t起重臂應力分布云圖如圖4-14所示，由圖4-14可以看出吊臂整體應力分布均勻，起重臂與塔身接觸部分所受的應力最大。這里使用的是大型的線性求解應力來評估疲勞強度，結果會更保守，但是可以發(fā)現(xiàn)起重臂并沒有屈服，符合疲勞仿真的應力必須小于屈服極限的這一條件。其最大應力為174.4Mpa，沒有超出水平截面的許用應力257.463Mpa圖STYLEREF1\s414起重臂應力分布云圖（2）位移結果分析Simulation分析得到的起重臂位移分布云圖如圖4-15所示。2t的載荷作用在該平衡臂上的變形量滿足塔式起重機的設計要求。最大位移為6.340cm，發(fā)生在起重臂的前端，方向向下。此位移量較小，不會引起大的變形。圖STYLER