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单梁吊钩桥式起重机的设计及其有限元分析 摘要 随着我国重工业的蓬勃发展，自动化程度明显提高，起重机的使用也被各个行业所重视，包括钢铁冶金行业、制造业和港口码头的物流周转等。桥式起重机是现代工业生产运输中实现生产过程机械化、自动化的重要设备，可以减轻操作者的劳动强度，提高生产率。根据桥架结构形式的不同，桥式起重机分为：电动单梁桥式起、电动双梁桥式起重机等。桥式起重机的类型很多，各有各的优缺点和不同的适用范围。但目前使用范围最广、构造较为典型的是单梁吊钩桥式起重机。 本设计针对单梁吊钩桥式起重机进行分析，根据原始设计，验证在单梁吊钩桥式起重机的结构设计中，各部件的参数设定，使用三维建模软件Solidwords建立桥式起重机主梁组件的三维模型，获得桥式起重机的三维结构。将所得到的桥式起重机三维模型进行合理简化，然后将简化的模型另存为（、STEP）格式，用ANSYS Workbe
nch2020-R2分析软件对模型的金属结构进行静力学分析，得到电机满载荷时，位于主梁不同位置的三种工况条件下，相应的应力分布云图和位移分布云图，以及最大变形量等结果，也为结构设计提供一定的参考。 关键词：桥式起重机；有限元分析；Solidwords三维建模 目录 1单梁吊钩桥式起重机概述1 1.1课题研究背景1 1.2单梁吊钩桥式起重机的结构及其特点3 1.3单梁桥式起重机的研究现状8 1.3.1单梁桥式起重机的国内研究现状8 1.3.2单梁桥式起重机的国外研究现状9 1.3.3桥式起重机未来发展趋势9 1.3.4的主要内容11 2桥式单梁起重机的主梁参数12 2.1原始数据12 2.2起重机总体机构的确定12 2.3材料选择及许用应力12 2.4桥架主要尺寸和连接的确定12 2.5主梁断面的几何特性14 3桥式单梁起重机的载荷计算17 3.1动力效应系数的确定17 3.2起升载荷动载系数17 3.3运动冲击系数17 4主梁的计算18 4.1垂直载荷及应力18 4.1.1主梁自重载荷为18 4.1.2主梁工字钢下翼局部弯曲计算19 4.1.3工字钢下翼缘局部弯曲应力计算20 4.1.4主梁跨中断面当量应力计算21 4.2刚度的计算22 4.2.1垂直静刚度计算22 4.2.2水平静刚度计算22 4.2.3动刚度计算23 4.3稳定性计算23 5端梁的计算25 5.1轮距的确定25 5.2端梁中央断面几何特性25 5.2.1断面总面积26 5.2.2形心位置26 5.2.3断面惯性矩26 5.2.4断面模数26 5.3起重机最大轮压27 5.3.1起重机支承反力作用26 5.3.2起重机最大轮压的计算27 5.4最大歪斜侧向力29 5.5端梁中央断面合成应力30 5.6车轮轴对端梁腹板的挤压应力30 5.7桥式起重机的整体结构31 6 solidwords对单梁桥式起重机三维建模32 6.1主梁建模设计32 6.1.1主梁零件的绘制32 6.1.2主梁装配图的绘制36 6.2端梁建模设计37 6.2.1端梁零件的绘制37 6.2.2端梁装配图的绘制43 6.3单梁吊钩起重机总装配建模设计43 7 ANSYS软件对单梁桥式起重机的有限元分析45 7.1ANSYS Workbe
nch软件的概述45 7.2有限元模型的建立46 7.3单梁桥式起重机有限元模型的简化47 7.4单梁桥式起重机有限元模型的建立47 7.5单梁桥式起重机有限元模型静态特性分析48 7.5.1静力学分析模型48 7.5.2起重机材料的选择49 7.5.3基于ANSYS Workbe
nch2020-R2的网格划分49 7.5.4单梁桥式起重机在ANSYS Workbe
nch2020-R2的各种载荷50 7.5.5单梁桥式起重机在ANSYS Workbe
nch2020-R2模型里边界设定51 7.5.6单梁桥式起重机在ANSYS Workbe
nch2020-R2模型结果分析51 8总结56 参考文献58 致谢59