【正文】 圖 11。相比國外塔式起重機(jī)都具有質(zhì)量輕、起重量大、使用壽命精確、零部件更換周期明確等優(yōu)點(diǎn)，隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展塔機(jī)的大規(guī)模應(yīng)用，國外塔機(jī)廠商的進(jìn)入肯定會對國內(nèi)塔式起重機(jī)廠家產(chǎn)生沖擊。因此，希望我本人的研究能夠?yàn)樗狡鹬貦C(jī)的發(fā)展進(jìn)上微薄的力量。 分類及特點(diǎn)：○ 2單吊點(diǎn)小車變幅臂架，靜定結(jié)構(gòu)，幅度在 40 米以下多采用。（2）俯仰變幅臂架通過變幅機(jī)構(gòu)繩輪系統(tǒng)進(jìn)行俯仰變化，從而能避開回轉(zhuǎn)中遇到的障礙物。（4）折曲臂架適用冷卻塔、電視塔以及一些超高層建筑施工需要。 截面形式 截 面圖 圖 21 平衡臂及其截面形式（1）分類與特點(diǎn)為了使起重臂重量更輕，性能更強(qiáng)，在起重臂的設(shè)計中廣泛使用了超高強(qiáng)度鋼材諸于 WELDOX960,WELDOX1100 等新材料，起重臂截面的設(shè)計需要解決板材屈曲的問題，各廠家都研究出了各自的解決辦法，國外知名廠家采用了優(yōu)化的截面形狀，許多公司采用橢圓形吊臂截面的概念，采用橢圓形截面抗扭性能顯著，具有固有的獨(dú)特穩(wěn)定性和抗屈曲能力，部分企業(yè)采用大圓弧六邊形截面。但是截面的成型難度大，生產(chǎn)周期長.我國幾乎所有雙吊點(diǎn)塔式起重機(jī)起重臂截面可以設(shè)計成三角形或者矩形如下圖圖 22 常用平衡臂形式（2） 采用矩形截面結(jié)構(gòu)設(shè)計對于矩形結(jié)構(gòu)（如圖 22）當(dāng)塔機(jī)提升重物回轉(zhuǎn)時塔臂受到斜向下的合力的作用，塔臂矩形截面容易變形且矩形結(jié)構(gòu)浪費(fèi)材料。（3）采用三角形截面結(jié)構(gòu)設(shè)計對于正三角形結(jié)構(gòu)， （圖 22）上弦桿通常采用圓鋼桿，下弦桿由角鋼拼焊成矩形，兼做起重小車的運(yùn)行軌道。對于倒三角形結(jié)構(gòu)（圖 22）上弦桿通常是圓鋼管，下弦桿為工字鋼兼作起重小車的運(yùn)行軌道。（4）截面采用三角形結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性采用倒三角形（圖 22）提升小車需要卡在工字鋼上，對工字鋼的材料要求和焊接要求比較高且成本較高。采用正三角形 C 處吊點(diǎn)的設(shè)計比較容易，當(dāng)采用倒三角形時 D E 桿件還需要另外的附加結(jié)構(gòu)。在回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的桁架可看作是懸臂梁，承受橫向載荷。臂架根部通過銷軸與塔身聯(lián)接，臂架上設(shè)有吊點(diǎn)通過鋼絲繩或鋼拉桿與塔帽頂部連接。桁架式水平臂架大都采用正三角截面，故此處選用如圖 a 所示的正三角截面。鋼拉桿一般采用扁鋼板、實(shí)心圓鋼或者厚壁無縫鋼管制成。吊點(diǎn)選擇與構(gòu)造臂架總長在 50 m 以上應(yīng)采用雙吊點(diǎn)。（2）剛性組合拉桿一次性投入，降低了生產(chǎn)成本；另外，能夠克服柔性拉桿帶來的負(fù)面影響。暫定為實(shí)心圓鋼拉桿，雙吊點(diǎn)。通過對分析對象劃分網(wǎng)格，求解有限個數(shù)值來逼近和模擬真實(shí)環(huán)境的無限個未知量。查看結(jié)果：（1）查看分析結(jié)果。另外，一般塔機(jī)都具有幾百甚至幾千根桿件，只輸入數(shù)據(jù)文件已經(jīng)很大，如果在同時分析回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的板殼結(jié)構(gòu)，更將大大增大數(shù)據(jù)文件，甚至超出了計算機(jī)的工作能力。根據(jù)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，塔機(jī)必須工作在材料彈性范圍內(nèi)，且對一般的中小型塔機(jī)的分析不必考慮非線性因素，只考慮線性分析。塔機(jī)是一種空間結(jié)構(gòu)，ANSYS 軟件提供的常用彈性三維梁單元有 BEAMBEAM4BEAM188 和 BEAM189，它們都有各自的特點(diǎn)，能滿足不同的分析要求，常用梁單元主要性質(zhì)見下表表 41 梁單元特性單元名稱 節(jié)點(diǎn)自由度數(shù)階次 是否考慮剪切變形是否支持截面定義是否支持變截面BEAM4 6 線性 否 是 否BEAM24 6 線性 否 是 否BEAM44 6 線性 否 是 是BEAM188 6 或 7 線性 是 是 否BEAM189 6 或 7 二次 是 是 否塔機(jī)結(jié)構(gòu)中有許多較短的桿件，如塔身接頭、吊臂接頭等都屬于深梁，用普通梁單元建模會帶來較大的誤差，所以塔機(jī)分析軟件應(yīng)使用 BEAM188 單元（線性梁單元）或 BEAM189 單元（二次梁單元） ，通常采用 BEAM188 單元即可。BEAM188 單元支持截面定義功能，使用者可使用截面定義命令（SECTYPE 、SECDATA ）方便的定義截面形狀，并可在圖形用戶界面下繪制已定義的假面圖形(SECPLOT)，以檢查截面定義的正確性。 主梁的有限元建模定義單元類型GUI:Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete 單元類型選擇 Beam 2node 188。泊松比 PRXY： 0. 3；密度 DENS： ；創(chuàng)建模型第一步，確定主梁各個節(jié)點(diǎn)的空間位置，然后在有限元中創(chuàng)立關(guān)鍵點(diǎn)，具體做法如下GUI:Main MenuPreprocessormodelingCreateKeypoints 創(chuàng)建完后的起重臂的關(guān)鍵點(diǎn),創(chuàng)建完點(diǎn)后，主梁由幾種不同的材料焊接而成，連接關(guān)鍵點(diǎn)前先設(shè)置材料的截面形式，步驟如下：GUI:Main MenuPreprocessorSectionsBeamCommon Sections定義材料的截面，□鋼型號分別為：□109109□9797□87878◎鋼型號分別為：◎605045363鋼型號為：50505● 鋼型號為：φ60然后用線將各點(diǎn)按照主梁各桿件的連接方法依次按照其截面形式連接（圖 45）GUI:Main MenuPreprocessormodelinglines然后要對模型進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。pwpA提示起重機(jī)或物品垂直于風(fēng)向的迎峰面積， ；2m (42)12A???:前片結(jié)構(gòu)的迎風(fēng)面積（ ）,2m。 m?????作用在塔機(jī)上的風(fēng)載荷為： ?起吊物品的風(fēng)載荷為： 2%024Q?作用在塔機(jī)上的風(fēng)載荷為： ???2．施加額定起重重量分別施加各個截面處的額定起重重量 吊臂各部分強(qiáng)度剛度驗(yàn)算 吊臂根部截面變形、應(yīng)力1XYZ JUN 16 202221:59:43DISPLACEMENTSTEP=1SUB =1TIME=1DMX =.0087圖 44 吊臂根部截面變形1MNMXXYZ ++++++++07 .134E+08 .230E+08JUN 16 202222:00:38ELEMENT SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SMIS31 (NOAVG)DMX=.0087SMN =+08SMX =.230E+08圖 45 吊臂根部截面應(yīng)力風(fēng)載荷作用下的變形、應(yīng)力1XYZ JUN 22 202215:32:47DISPLACEMENTSUB =1TIME=1DMX =.604135圖 46 風(fēng)載荷作用下的變形1MNMXXYZ ++++++08 .311E+08 .518E+08 .725E+08 .933E+08JUN 22 202215:33:09ELEMENT SOLUTIONSUB =1TIME=1SMIS31 (NOAVG)DMX =.604135SMN =+08SMX =.933E+08圖 47 風(fēng)載荷作用下的應(yīng)力 吊臂根部到第一個吊點(diǎn)之間的跨中截面1XYZ JUN 22 202215:42:38DISPLACEMENTSTEP=1SUB =1TIME=1DMX =.018671圖 48 吊臂根部到第一個吊點(diǎn)之間的跨中截面變形1MNMXXYZ ++++++++08 .297E+08 .465E+08JUN 22 202215:43:21ELEMENT SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SMIS31 (NOAVG)DMX=.018671SMN =+09SMX =.465E+08圖 49 吊臂根部到第一個吊點(diǎn)之間的跨中截面應(yīng)力 第一個吊點(diǎn)截面1XYZ JUN 16 202222:02:32DISPLACEMENTSTEP=1SUB =1TIME=1DMX =.020226圖 410 第一個吊點(diǎn)截面變形1MNMXXYZ ++++++++07 .134E+08 .230E+08JUN 16 202222:03:01ELEMENT SOLUTIONSTEP=1SUB =1TIME=1SMIS31 (NOAVG)DMX =.020226SMN =+08SMX =.230E+08圖 411 第一個吊點(diǎn)截面應(yīng)力 第一個吊點(diǎn)到第二個吊點(diǎn)之間的跨中截面1XYZ JUN 22 202215:46:15DISPLACEMENTSTEP=1SUB =1TIME=1DMX =.084764圖 412 第一個吊點(diǎn)到第二個吊點(diǎn)之間的跨中截面變形1MNMXXYZ ++++++++08 .297E+08 .465E+08JUN 22