桁架門式起重機結構特性分析

文廣 劉平平 左芳君 趙雪芹 蘇睿

摘要：以某桁架門式起重機為研究對象，利用有限元軟件ANSYS對其金屬結構的靜、動態特性進行分析。通過靜態分析得出，該門式起重機金屬結構在設計載荷作用下的最大拉應力發生在右支腿上與主梁結合面處，最大壓應力發生在主梁跨中部位，上述應力值均小于材料的許用應力，結構的靜強度設計符合要求;通過模態分析得出，該桁架門式起重機金屬結構在非工作狀態下的前6階模態表現如下：第1及第2階模態主要表現為整機結構的擺動振型，第3、4階模態主要表現為左、右支腿的擺動振型，第5、6階模態主要表現為主梁的彎曲振型;通過諧響應分析結果可以看出，第5階模態是對結構動態特性影響最大的模態。研究結果為該門式起重機金屬結構的進一步優化提供了理論基礎。

關鍵詞：桁架門式起重機;有限元;靜態特性;動態特性;模態分析;諧響應分析

中圖分類號：TH21文獻標志碼：A

文章編號：2095-5383（2018）04-0001-05

門式起重機作為起重機的一種重要結構形式，在港口、建筑工地、物流貨場等區域得到了廣泛的使用，是使用量最大的起重運輸機械之一[1-2]。金屬結構是其主要的承載部件，由于門式起重機經常工作于惡劣的環境，長期承受周期性的大沖擊載荷，為了避免其結構失效，在設計時有必要對其包括靜、動態特性在內的安全性能進行研究[3]。傳統的起重機設計方法主要依靠經驗和類比，采用這些方法設計出的起重機往往比較笨重[4]，且設計過程較為繁復。……