基于SolidWorks的桥式起重机桥架结构设计及分析2

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２７

ＭＰａ，小于Ｑ２３５Ｂ钢的屈服极限２３５ＭＰａ，说明该桥架的结构强度较高，根据强度分析结果可以判定该桥架的

强度满足设计要求。２．４桥架结构的刚度分析

本桥架在设计时是选取Ａ６工作级别，根据《通用桥式起重机》国家标准，Ａ６工作级别桥架的静态刚度要求为垂直静挠度应不大于桥架的最大跨度的１／８００。

通过有限元的刚度分析，从图７的桥架刚度云图可以看出，在３０ｔ起吊重量力的作用下，桥架模型的最大挠

度为１．８ｍｍ，远小于规范所规定的２６

２００／８００＝３２．７５ｍｍ

静挠度许用值，所以可以判定桥架的整体刚度满足设计要求，并且对桥架底部左端至右端位置进行探测，探测结果如图８所示，探测结果所显示的位移值趋势与实际挠度值趋于一致。

２．５桥架结构的模态分析

在３０ｔ起吊重量的作用下，软件分析得到桥架模型

的５阶模态，每阶模态的固有频率如图９所示，一阶模态的固有频率为８．６８Ｈｚ，根据《通用桥式起重机》国家标准规定，当桥架最大承重位于跨中时，桥架的满载自振频率应大于２Ｈｚ，故可以判断该桥架的自振频率符合国家设计规范要求，且从一阶模态振型（图ｌＯ）可以看出，该桥架水平侧面位置比较薄弱，这与桥架实际情况相符合。２．６桥架结构的屈曲稳定性分析

桥式起重机在运输过程中一旦失稳，将会造成严重的安全事故，所以对其稳定性分析是非常有必要的，而屈曲分析可以预测桥架可能存在的缺陷，并判定在满载作用下桥架是否发生失稳，通过分析可知，如图１１所示，在满载作用下，该桥架的载荷因子达到５０３．５，说明桥架结构在满载时的稳定性很高，不会发生失稳的危险。

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机械工程师２０１４年第９期

模式号：

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图９桥架模型各阶模态频率

模型分析：

模型名称：桥架结构算例名称：算例１

图解类型：频率位移１

模式形状：１数值＝８６８４Ｈｚ变形比例：３５６６０３

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图１０桥架一阶模态振型

模型名称：桥架结构算例名称：算例２

图解类型：屈曲位移１

模式形状：１载荷因子＝５０３５１

变形比例：１０００

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图１１桥架屈曲稳定性分析效果图

３结语

本文利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件对桥式起重机的桥架进行设计及有限元分析，得出所设计的桥架方案完全符合国家安全要求，且部分性能参数还有很大的安全余量，若从经济性考虑，可对该桥架结构进一步的优化。

以上所述，基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件的设计方法同样适用于其他机械产品的一体化设计，可有效缩短机械产品的设计周期并降低设计成本，对工程技术人员具有很高

的实用及参考价值。

［参考文献］

［１］王金诺，程文明．起重机设计手册［Ｍ］．２版：北京：中国铁道工业

出版社，２０１３．

［２］张忠将．ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ２０１０机械设计从入门到精通［Ｍ］．北京：机

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［３］陈超祥．ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ公司原版系列培训教程Ｍ］．北京：机械工业

出版社，２０１３．

［４］中国人民共和国国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ／Ｔ

１４４０５—９３

通用桥式起重机［Ｓ］．北京：中国标准出版社，１９９４．

［５］曾文忠．基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ对机械零件结构的设计与应用ＥＪ］．制

造业自动化，２０１１（１０）：１３５—１３７．

（编辑明

涛）

作者简介：刘灿辉（１９８１一），男，硕士研究生，主要从事机械类产品的

设计及有限元分析方面的工作。

收稿日期：２０１４—０５—１４

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已核实

通过

基于SolidWorks的桥式起重机桥架结构设计及分析

作者：刘灿辉， LIU Canhui

作者单位：广东联塑科技实业有限公司,广东佛山,528318

刊名：

机械工程师

英文刊名：Mechanical Engineer

年，卷(期)：2014(9)

本文链接：9d075e273c1ec5da50e2707b/Periodical_jxgcs201409064.aspx

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/z9gl.html