【正文】 圖412 50m處急停吊重1t的應力形變圖下面將通過對應力云圖的分析來確定初步設計是否合理，如圖圖4—13 50m處急停吊重1t應力云圖 通過對這一工況的有限元分析，可以從圖中發(fā)現(xiàn)上弦桿所受應力過小，下弦桿所受的應力也太小，斜腹桿受力過大。這樣從經(jīng)濟與材料的方面考慮，會發(fā)現(xiàn)這樣是很浪費的做法。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大，造成了材料的浪費，在經(jīng)濟方面很不合理。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)端點處施加的載荷簡化為沿X軸方向的坐標力，對稱的施加到末節(jié)端點處下弦桿的兩個節(jié)點上。載荷的計算結(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ANSYS進行計算后，應力變形圖。如圖 圖5—5 50m處吊重1t應力變形圖通過ANSYS進行計算后所受形變圖。如圖 圖56 50m處吊重1t的形變圖下面將通過對應力云圖的分析來確定此次設計是否合理，如圖 圖5—7 50m處吊重1t應力云圖 依據(jù)ANSYS有限元分析可知，上軒桿所受應力在額定范圍之內(nèi)，下軒桿所受應力也在額定范圍之內(nèi)，且所受應力適中，上軒桿與下軒桿的疲勞極限差距較小，利于塔機起重臂的運行與使用，且斜腹桿受力適中，說明這次的設計是滿足設計要求的。 起重臂運行時突然停止時工作載荷的分析（工況二） 在25m處吊重1t，起重臂架25m處施加的載荷簡化為沿X軸方向的坐標力，對稱的施加到25m處下弦桿的兩個節(jié)點上。載荷的計算結(jié)果依據(jù)第三章可知： （1）起重臂所受風載荷 按照我國《塔式起重機設計規(guī)范》（GB/T13752—92）進行計算[15]。 臂架受風載荷 （51） 式中 ——風力系數(shù)，臂架為三角形結(jié)構(gòu)，； ——計算風壓，工作狀態(tài)取250Pa。 A——迎風面積,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)機構(gòu)制動時間： 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ANSYS進行計算后應力應變圖。如圖 圖59 50m處急停吊重1t的應力形變圖 通過ANSYS進行計算后所受形變圖。如圖圖510 50m處急停吊重1t的形變圖下面將通過對應力云圖的分析來確定此次設計是否合理，如圖 圖511 50m處急停吊重1t應力分布圖依據(jù)ANSYS有限元分析可知，上軒桿、下軒桿所受應力都在額定范圍之內(nèi)，且所受應力適中，上軒桿與下軒桿的疲勞極限差距較小，這樣有利于塔機起重臂的運行與使用，且斜腹桿受力適中，能增加塔機起重臂的使用壽命，提高塔機的市場競爭力。所以這次的設計是滿足設計要求的。通過對以上2個工況的有限元分析與計算，確定了起重臂的選材。第六章 總結(jié) 本次設計的課題為《平頭塔機5010起重臂有限元強度分析》，基于ANSYS的起重臂設計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練。對于所學知識，有了一次綜合運用的機會，并且做出了正確的有限元分析。 通過此次畢業(yè)設計，我不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同時在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，認識了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設計是我作為一名學生即將完成學業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學校所學知識的全面總結(jié)和綜合應用，又為今后走向社會的實際操作應用鑄就了一個良好開端，畢業(yè)設計是我對所學知識理論的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設計者獨立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導做畢業(yè)設計是老師對學生所做的最后一次執(zhí)手訓練。其次，畢業(yè)設計的指導是老師檢驗其教學效果，改進教學方法，提高教學質(zhì)量的絕好機會。 總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在此要感謝我們的指導老師對我悉心的指導，感謝老師們給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。 參考文獻[1]單輝祖 謝傳鋒 《工程力學》 高等教育出版社2004[2] 張青 《工程起重機結(jié)構(gòu)與設計》 化學工業(yè)出版社 [3]《塔式起重機設計規(guī)范》GB/T 13529 中國標準化出版社 2004[4]張資文 《起重機設計手冊》 北京 中國鐵道出版社2005[5]劉佩衡 《塔式起重機使用手冊》。北京：中國機械工業(yè)出版社2002[6]起重機的計算載荷原則與安全系數(shù)2009812 來源：來源：中國起重機械網(wǎng)[7]（第二版）,北京:國防工業(yè)出版社[M],2004,13.[8][M],成都:西南交通大學出版社,2007，16.[9] 有限元分析實用教程[M], 北京:清華大學出版社,2005，127.[10] ANSYS 進行靜力分析[M], 北京:北京大學出版社,2002，149.[11]:ANSYS 融會與貫通[M],北京:中國水利水電出版社，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:機械工業(yè)出版社2003，133172[14] 郭仁生．優(yōu)化設計應用．北京：電子工業(yè)出版社，2003[15] G B / T 38ll一2008, 起重機設計規(guī)范[S ] .