【正文】 北京：中國機(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 來源：來源：中國起重機(jī)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(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 ] .。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(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。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。 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。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。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)。 通過此次畢業(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)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來電子的發(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。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。所以這次的設(shè)計(jì)是滿足設(shè)計(jì)要求的。如圖 圖59 50m處急停吊重1t的應(yīng)力形變圖 通過ANSYS進(jìn)行計(jì)算后所受形變圖。跟工況一自重載荷情況相同。t =2π25247。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。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。 A——迎風(fēng)面積,如圖2—1所示。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《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T13752—92）進(jìn)行計(jì)算[15]。如圖 圖56 50m處吊重1t的形變圖下面將通過對(duì)應(yīng)力云圖的分析來確定此次設(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，說明這次的設(shè)計(jì)是滿足設(shè)計(jì)要求的。將載荷加入模型，如圖 圖5—4 50m處吊重1t受力圖通過ANSYS進(jìn)行計(jì)算后，應(yīng)力變形圖。Φ2 =（2100+1450+180）載荷的計(jì)算結(jié)果依據(jù)第三章可知：F正=（G1+G2+G3）t1=4mm] 腹桿：采用等邊角鋼[L=45mm。d=79mm] 下弦桿：采用等邊角鋼[W1=90mm。腹桿所用角鋼在厚度方面有些略小，需要加厚。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。 將載荷加入模型，受力如圖 圖4—8 50m處急停吊重1t受力圖通過ANSYS進(jìn)行計(jì)算后所受應(yīng)力形變圖。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。t =2πnr1247。t =2π50247。 50m處加速度：a1=v247。 =, =，= A=(1+)A1L A1L =25＋19＋（＋﹚6247。 臂架受風(fēng)載荷 （41） 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。 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。將載荷加入模型，其所受力如圖所示 圖4—5 50m處吊重1t受力圖通過ANSYS進(jìn)行計(jì)算后所受應(yīng)力形變圖。Φ2 =（2100+1450+180）載荷的計(jì)算結(jié)果依據(jù)第三章可知：F正=（G1+G2+G3） 如圖所示 圖44 起重臂網(wǎng)格模型 利用ANSYS對(duì)工況進(jìn)行分析首先要對(duì)起重臂的網(wǎng)格加入約束，起重臂首節(jié)處理為約束，起重臂與塔基接觸部分的自由度均完全約束（即全約束），這樣能更好的模擬起重臂真實(shí)的工作狀態(tài)。 圖41 圖42利用ANSYS進(jìn)行有限元分析過程如下： 利用ANSYS軟件中的點(diǎn)、線畫法，根據(jù)起重臂設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)建立起了簡(jiǎn)單的線單元模型，如圖所示： 圖43 起重臂線單元模型 利用ANSYS軟件建立簡(jiǎn)單的起重臂網(wǎng)格單元模型。根據(jù)起重臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中起重臂長50m被分為八節(jié)，首節(jié)長度為6m，共一節(jié)；第二節(jié)、共二節(jié)；，共一節(jié)；第五節(jié)、第六節(jié)、第七節(jié)長度為6m，共三節(jié)；末節(jié)長度為7m，共一節(jié)。利用ANSYS軟件對(duì)機(jī)械建立模型，可以很容易的發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性，并且能夠有效地反應(yīng)設(shè)計(jì)的利與弊。跟工況一自重載荷情況相同，代入即可。t =2π25247。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。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。 A——迎風(fēng)面積,如圖2—1所示。此工況即為：自重+50m處吊重+工作狀態(tài)風(fēng)載荷+慣性力+吊鉤重+小車重+鋼絲繩重 （1）起重臂所受風(fēng)載荷 按照我國《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T13752—92）進(jìn)行計(jì)算。 在吊點(diǎn)處運(yùn)行時(shí)突然停止工況（工況二）平頭塔式起重機(jī)在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過程中突然停止，由于慣性作用，不管是平衡臂自身還是配重都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相同的水平額外載荷。起重臂上主要包括起重臂結(jié)構(gòu)自重、變幅機(jī)構(gòu)自重、起升小車自重，自重載荷通過給材料施加密度,對(duì)結(jié)構(gòu)施加重力加速度g,由ANSYS程序自動(dòng)計(jì)算得到。在此工況下，起重臂只受重力的作用，無其他任何附加載荷。因此，在這我們選擇了2個(gè)比較有代表性的工況進(jìn)行分析計(jì)算，從而確定出起重臂合適的鋼材組合。 FQ—考慮起升載荷的動(dòng)載系數(shù) =+（）