【正文】 圖412 50m處急停吊重1t的應(yīng)力形變圖下面將通過(guò)對(duì)應(yīng)力云圖的分析來(lái)確定初步設(shè)計(jì)是否合理，如圖圖4—13 50m處急停吊重1t應(yīng)力云圖 通過(guò)對(duì)這一工況的有限元分析，可以從圖中發(fā)現(xiàn)上弦桿所受應(yīng)力過(guò)小，下弦桿所受的應(yīng)力也太小，斜腹桿受力過(guò)大。這樣從經(jīng)濟(jì)與材料的方面考慮，會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣是很浪費(fèi)的做法。第五章 起重臂的優(yōu)化與有限元分析 起重臂鋼件尺寸的優(yōu)化[14]在上一章的有限元初步分析中，總結(jié)出圓鋼管與下弦桿角鋼的尺寸過(guò)大，造成了材料的浪費(fèi)，在經(jīng)濟(jì)方面很不合理。腹桿所用角鋼在厚度方面有些略小，需要加厚。綜合上述簡(jiǎn)述，我們將鋼件的尺寸優(yōu)化為：上弦桿：采用圓鋼管[D=95mm。d=79mm] 下弦桿：采用等邊角鋼[W1=90mm。W2=90mm。t1=4mm] 腹桿：采用等邊角鋼[L=45mm。t2=6mm] 優(yōu)化后起重臂的有限元分析（工況一）50m處吊重1t，起重臂架末節(jié)端點(diǎn)處施加的載荷簡(jiǎn)化為沿X軸方向的坐標(biāo)力，對(duì)稱的施加到末節(jié)端點(diǎn)處下弦桿的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上。載荷的計(jì)算結(jié)果依據(jù)第三章可知：F正=（G1+G2+G3）Φ1+GQΦ2 =（2100+1450+180）+10000 =以及起重臂所受的自重載荷。將載荷加入模型，如圖 圖5—4 50m處吊重1t受力圖通過(guò)ANSYS進(jìn)行計(jì)算后，應(yīng)力變形圖。如圖 圖5—5 50m處吊重1t應(yīng)力變形圖通過(guò)ANSYS進(jìn)行計(jì)算后所受形變圖。如圖 圖56 50m處吊重1t的形變圖下面將通過(guò)對(duì)應(yīng)力云圖的分析來(lái)確定此次設(shè)計(jì)是否合理，如圖 圖5—7 50m處吊重1t應(yīng)力云圖 依據(jù)ANSYS有限元分析可知，上軒桿所受應(yīng)力在額定范圍之內(nèi)，下軒桿所受應(yīng)力也在額定范圍之內(nèi)，且所受應(yīng)力適中，上軒桿與下軒桿的疲勞極限差距較小，利于塔機(jī)起重臂的運(yùn)行與使用，且斜腹桿受力適中，說(shuō)明這次的設(shè)計(jì)是滿足設(shè)計(jì)要求的。 起重臂運(yùn)行時(shí)突然停止時(shí)工作載荷的分析（工況二） 在25m處吊重1t，起重臂架25m處施加的載荷簡(jiǎn)化為沿X軸方向的坐標(biāo)力，對(duì)稱的施加到25m處下弦桿的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上。載荷的計(jì)算結(jié)果依據(jù)第三章可知： （1）起重臂所受風(fēng)載荷 按照我國(guó)《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T13752—92）進(jìn)行計(jì)算[15]。 臂架受風(fēng)載荷 （51） 式中 ——風(fēng)力系數(shù)，臂架為三角形結(jié)構(gòu)，； ——計(jì)算風(fēng)壓，工作狀態(tài)取250Pa。 A——迎風(fēng)面積,如圖2—1所示。 =, =，= A=(1+)A1L A1L =25＋19＋（＋﹚6247。2＝㎡ A=(1+)A1L = = Fw1= =250 = （2）起重臂所受的慣性力 已知空載回轉(zhuǎn)速度: n= r/min；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)間： t=4s。 50m處加速度：a1=v247。t =2πnr1247。t =2π50247。4 = 此加速度為吊重，自重（小車，吊鉤，鋼絲繩）的加速度 25m處加速度：a2=v247。t =2πnr1247。t =2π25247。4 = 此加速度為起重臂自身的加速度 由上述可知：Ph起==4468= Ph1==（153+128+26+1000）= （3）自重載荷。跟工況一自重載荷情況相同。將載荷加入模型，受力如圖 圖5—8 50m處急停吊重1t的受力圖通過(guò)ANSYS進(jìn)行計(jì)算后應(yīng)力應(yīng)變圖。如圖 圖59 50m處急停吊重1t的應(yīng)力形變圖 通過(guò)ANSYS進(jìn)行計(jì)算后所受形變圖。如圖圖510 50m處急停吊重1t的形變圖下面將通過(guò)對(duì)應(yīng)力云圖的分析來(lái)確定此次設(shè)計(jì)是否合理，如圖 圖511 50m處急停吊重1t應(yīng)力分布圖依據(jù)ANSYS有限元分析可知，上軒桿、下軒桿所受應(yīng)力都在額定范圍之內(nèi)，且所受應(yīng)力適中，上軒桿與下軒桿的疲勞極限差距較小，這樣有利于塔機(jī)起重臂的運(yùn)行與使用，且斜腹桿受力適中，能增加塔機(jī)起重臂的使用壽命，提高塔機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。所以這次的設(shè)計(jì)是滿足設(shè)計(jì)要求的。通過(guò)對(duì)以上2個(gè)工況的有限元分析與計(jì)算，確定了起重臂的選材。第六章 總結(jié) 本次設(shè)計(jì)的課題為《平頭塔機(jī)5010起重臂有限元強(qiáng)度分析》，基于ANSYS的起重臂設(shè)計(jì)使我在塔基工作原理以及有限元軟件分析上受到了很好的訓(xùn)練。對(duì)于所學(xué)知識(shí)，有了一次綜合運(yùn)用的機(jī)會(huì)，并且做出了正確的有限元分析。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過(guò)程中也了解了許多課外知識(shí)，開(kāi)拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來(lái)電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開(kāi)端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來(lái)說(shuō)，指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計(jì)是老師對(duì)學(xué)生所做的最后一次執(zhí)手訓(xùn)練。其次，畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)是老師檢驗(yàn)其教學(xué)效果，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量的絕好機(jī)會(huì)。 總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn)[1]單輝祖 謝傳鋒 《工程力學(xué)》 高等教育出版社2004[2] 張青 《工程起重機(jī)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》 化學(xué)工業(yè)出版社 [3]《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 13529 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化出版社 2004[4]張資文 《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 北京 中國(guó)鐵道出版社2005[5]劉佩衡 《塔式起重機(jī)使用手冊(cè)》。北京：中國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社2002[6]起重機(jī)的計(jì)算載荷原則與安全系數(shù)2009812 來(lái)源：來(lái)源：中國(guó)起重機(jī)械網(wǎng)[7]（第二版）,北京:國(guó)防工業(yè)出版社[M],2004,13.[8][M],成都:西南交通大學(xué)出版社,2007，16.[9] 有限元分析實(shí)用教程[M], 北京:清華大學(xué)出版社,2005，127.[10] ANSYS 進(jìn)行靜力分析[M], 北京:北京大學(xué)出版社,2002，149.[11]:ANSYS 融會(huì)與貫通[M],北京:中國(guó)水利水電出版社，2002,110.[12]Erdogan Madenci, Ibrahim Guven .The Finite Element Method and Applications inEngineering Using Ansys[M], US :Springer,2006,1535.[13][M]，北京:機(jī)械工業(yè)出版社2003，133172[14] 郭仁生．優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用．北京：電子工業(yè)出版社，2003[15] G B / T 38ll一2008, 起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S ] .