QY35K型汽车起重机车架的有限元分析

测系统的液压油温度,当液压油温度低于设定温度时,程序控制电加热器工作,对油箱液压油进行加热;当液压油温度高于设定温度时,程序控制电磁水阀动作,利用热交换器对油箱液压油进行冷却。

(3)子模块2　液压缸试运行控制子程序。根据启动标志位1实现液压缸试运行试验,并判断事故停车信号以实现事故停车。

(4)子模块3　液压缸耐压控制子程序。根据启动标志位2实现液压缸耐压试验,并判断事故停车信号以实现事故停车。(5)子模块4　液压缸内漏控制子程序。根据启动标志位3实现液压缸内漏试验,当检测到液压缸内漏时程序控制报警灯动作,实现内漏报警,并判断事故停车信号以实现事故停车。

(6)子模块5　自动试验控制子程序。自动控制液压缸试运行、液压缸耐压、液压缸内漏等试验项目执行。根据启动标志位4实现连续试验,并判断事故停车信号以实现事故停车。

(7)PLC的输出信号　控制电机的接触器动送高电平,停止送低电平。31312　PLC(1)态,。

(2)利用不同的定时器设定不同试验步骤的延

时时间,可以根据控制要求灵活地进行延时时间的设定。

(3)程序由不同子模块组成,各子模块独立完成各自功能,互不干扰,因而程序结构清晰,便于修改。

4　结束语

该检测系统已在安徽叉车集团公司连续运行1年多,大大提高了叉车液压缸的检测水平,保证了叉车液压缸的质量,降低了检测人员的劳动强度。实践证明,采用PLC实现叉车液压缸的检测,不失为一种性能价格比较高的设计方案。

参　考　文　献

1　高钟毓主编.机电一体化系统设计.北京:机械工业出

版社,1997

2　云鹏刚,.PLC.电

,3.液压缸试验方法4.SZ-3/4用户手册

作　　者:张克军

地　　址:安徽叉车集团公司技术中心邮　　编:230022收稿日期:2003-05-21

QY35K型汽车起重机车架的有限元分析

中国科学技术大学　纪爱敏　徐州重型机械厂　罗衍领　彭　铎　於　磊

中国科学技术大学　张培强

摘　要:采用ANSYS软件对QY35K汽车起重机车架进行有限元分析,为更好地反映支腿受载后的应力状　　

况,对固定支腿和活动支腿分别作了有限元分析,从而得到了车架上较大应力的区域,为改进结构设计提供了有效的参考。

关键词:汽车起重机;车架;支腿;有限元分析

Abstract:FiniteelementanalysisofQY35Ktruckcranechassisisconducted.Alsofiniteelementanalysisoffixedlegandnon-fixedlegisconductedrespectively.Themaximum

stressareainthechassisisobtained.Thispaperisusefulforimprovedstructuredesign.

Keywords:truckcrane;chassis;leg;finiteelementanalysis

车架是汽车起重机3大结构件中的一个重要部

件,在工作中,它是整个机器的基础,其强度和刚

《起重运输机械》　2003(10)

度对保证整车正常工作具有重要意义。车架是一个

受空间力系的复杂超静定结构,目前生产厂家仍采

—11

—

用常规的解析法进行设计计算,而为了实现计算,通常需作一些假定:(1)转台部分视为刚体;(2)忽略车架中的诸多隔板、加强板等;(3)支腿视为对称布置;(4)计算时,对上车载荷简化到转台回转中心的集中力和力矩不作处理。然后再用梁模型计算截面应力。而实际上,车架是用薄板焊接成的大箱形结构,其精确的模型是板壳模型,解算这种模型比较好的方法是有限元法,可以全面、细致地分析整个结构的应力和变形。故本文采用这种方法来分析计算QY35K汽车起重机车架,并以吊臂位于正侧方时的工况为例说明整个分析过程。

图1　车架有限元网格示意图

1　车架整体建模与分析

111　实体建模和有限元网格划分

QY35K汽车起重机车架主体部分为倒凹字型

将上车自重与吊重简化成通过回转中心的一个

垂直向下的集中载荷Gp=5913t以及吊重平面内的

力矩M=122179t m。按静力等效原则,将这2种载荷分解到座圈的36个联接螺栓点上,其中Gp为均匀分布,而M作用到螺栓点上力的大小,视其点到回转轴距离成正比,为线形分布。每个加载点2。另外,还须考

12及发动机位于车将22外、。

(2)约束处理如图2所示,约束活动支腿底部接触面的Y方向移动、绕X及Z轴转动自由度。为消除结构刚体位移,选择其中一活动支腿底面上的一点,约束X、Z方向的移动自由度。具体计算时,先按4个支腿全部工作时考虑,即对4个支腿全部加约束,倘若出现某一个支腿反力为负值,则表明此支腿工作时已离地,故必须解除其约束,重新计算。模型加载及约束情况如图2所示。

薄壁封闭大箱形结构,为加强其抗扭转刚度,中间还加了8块横向隔板。为保证回转支承的刚性,转台部位加设了多块纵、横向撑板和斜筋板,其上还焊接有回转支承座圈。车架采用H型支腿,支腿与车架焊为一体。工作时,承于地面承受载荷,,而将前段忽略不计。在实体建模时,对车架尽可能不作任何简化。车架及支腿均视作薄板构成,取薄板中面尺寸造型,而座圈则按实体造型

。对于固定支腿与活动支腿的连接,虽然它们是一种接触连接,而非固定连接,但为了实现整体结构的传力,故在模型中将2者固连。综合利用自上而下、自下而上以及布尔运算等方法进行建模。

划分网格时,板用板壳元shell63来离散。shell63是一种4节点线弹性单元,它遵循基尔霍夫假定,即变形前垂直于中面的法线变形后仍垂直于中面,且其可以同时考虑弯曲变形及中面的膜力,比较符合车架的实际受载情况。实体采用8节点6面体单元solid45进行划分,其还可以将实体划分成四面体形状。考虑到转台座圈与上盖板连接周围、活动支腿与固定支腿搭接处附近是应力集中部位,故采用较多单元进行划分。如图1所示,模型规模为:64928个单元、49707个节点。112　载荷及约束处理

(1)载荷处理—12

—

图2　车架模型加载及约束示意图

113　计算结果分析

通过对上述有限元模型进行解算,求得支反力

R1=310556N,R2=26l154N,R3=56592N,R4=45132N。由于支反力值均大于零,表明在此工

况下车架是处在4个支腿的工作状态。最大应力值

《起重运输机械》　2003(10)

为1760MPa(以VonMises应力表示),位于固定支腿与活动支腿下部搭接处,见图2中的M处。显然其值太大,与实际情况不相符,其原因应该是将固定支腿与活动支腿固接所致,而根据圣维南原理,这样的处理不会对较远处的计算结果产生显著影响(包括支反力)。另外,应力值比较大的区域是回转支承座圈与上盖板焊接周围,见图3

。

R1=310556N的右前支腿进行分析。有限元网格

图见图4。

固定支腿加载时,首先由R1算出作用在前口A及下部B的压力P1、P2大小,再将之P1、P2分解到A、B面上,约束与车架相连的3个焊接面。在活动支腿上,可将R1分解为均布压力加到支承面上,并约束与固定支腿相接触的面。通过求解,得到固定支腿上的2处危险应力值为570MPa和

561MPa,见图5所示。活动支腿上的最大应力为375MPa,位于与固定支腿下底板接触处

(应力图此处从略)。

图3　座圈周围应力分布

3　结束语

(1)通过对QY35K车架有限元分析,得出较

2　固定支腿和活动支腿建模与分析

如前所述,由于在车架整体建模时,将固定支

腿与活动支腿固连,导致连接处的应力值过大,不能真正反映实际情况,为此,将它们从车架中取出分别进行分析,且仅需取支反力最大,大应力部位是转台座圈与上盖板连接处周围、活动支腿与固定支腿搭接处,,,。因,并在加工工艺中图4　有限元网格示意图

(a)固定支腿　　　(b)活动支腿

图5　固定支腿上的危险应力处

(2)采用有限元法对车架进行强度、刚度分

析,其结果比常规的解析法更准确、可靠,且可获得局部危险区域的应力分布值,从而为实际设计提供有价值的参考。

参　考　文　献

1　顾迪民主编.工程起重机第2版.北京:中国建筑工业

新型窄带积放式输送机

继在2001年,ProMat展会上推出窄带式分拣机后,Ermanco

又在今年的ProMat展会上推出其窄带驱动积放式辊子输送机。该输送机的驱动装置以及电子、气压元件皆装在输送机机架内,因而结构十分紧凑。采用5018mm宽的超高强度窄型传动带,最大安装长度可达91144m。以金属接头代替热熔接头,且采用空心轴直接驱动,消除了链轮及链条防护罩,从而降低了噪声。采用电子传感元件,实现了零压积放。特别适合于所输送物品的尺寸和重量不断变化的仓储和配送作业。

出版社,1988

2　ANSYS517.OnlineManuals,2001

作　　者:纪爱敏

地　　址:江苏徐州铜山路165号徐州重型机械厂研究所邮　　编:221004

《起重运输机械》　2003(10)

—13—

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kcu4.html