关于轮胎吊车车架的疲劳强度计算0聚氯乙烯板
关于轮胎吊车车架的疲劳强度计算
关于轮胎吊车车架的疲劳强度计算 2011年12月10日 来源: 摘 要:用ansys有限元分析软件对各轮胎吊车的车架部分进行分析,主要是疲劳强度计算。根据《港口起重运输机械设计手册》给出的疲劳许用应力基本值与应力集中情况等级和工作级别的关系、起重机工作级别与利用等级的关系和疲劳许用应力计算公式,对车架的应力集中部分进行疲劳强度计算。
关键词:轮胎吊 有限元 ansys 疲劳计算
中图分类号:TH213.6 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2006)2-0130-02
一、有限元分析与建模
用ansys软件对轮胎吊车进行建模,考虑到臂架在软件中多用杆单元建立模型,而车架及其转台多用板壳单元进行建模,所以将臂架作为单独一块进行建模,车架与转台共建一个模型。其中,臂架得约束点为与转台相接的位置,而转台与车架则为车架的四条伸缩腿固定。载荷直接加载臂架上面,通过计算得出其约束点的支反力,然后将所的结果加载到转台上即为约束臂架的位置,再计算分析转台与车架的应力和疲劳许用应力。
车架按照实体尺寸建立模型,如图所示
除了支腿用杆单元外,其他的全部用板壳单元建立,由四个支腿进行固定。模型中所采用的单元类型见表。弹性模量2×105,泊松比0.28。具体几何尺寸参考图纸。
实体结构
单元类型
车架中的面板
Shell63
支腿
Pipe16
二、载荷和工况
工况:
臂架所受外载荷为吊钩自重+额定起升载荷+吊臂及三角架自重+回转方向的偏摆力(偏摆角1°)+起升绳拉力
载荷值:
(1)本身自重:臂架和转台、车架自重根据密度及重力加速度由系统自动计入,均匀分布在模型每个节点上。
(2)外加载荷:
① 5m幅度时,吊钩自重及额定起升载荷174342N,回转方向偏摆力3034.151N,起升绳水平方向拉力8813.92N,起升绳竖直方向拉力27688N,加于臂架顶部相应的两轴上。
② 16m幅度时,吊钩自重及额定起升载荷51842N,回转方向偏摆力904.91N,起升绳水平方向拉力7432.7N,起升绳竖直方向拉力4405.65N。
三、疲劳强度计算准则及结构分析
结构在循环交变应力作用下的疲劳强度取决于结构的工作级别、材料种类、结构件(或连接)的应力集中情况、最大应力值和交变应力得循环特性等。级别达到E6—E8的结构,需要进行疲劳强度检验,其准则可表示为:
、 和 (1)
(2)
试中: 、 、 ——按载荷组合Ⅰ确定的结构件(或连接件)疲劳计算点在x 、y方向上的绝对值最大的计算正应力和在xy 平面上的绝对值最大的计算切应力,也就是循环应力得最大极值应力。
、 、 ——与 、 、 相应的拉伸(或压缩)疲劳许用应力和剪切疲劳许用应力。
式(2)中各符号中的脚标 、 、 分别为 、 、 的应力循环特性,按下列公式计算:
(3)
(4)
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