基于Hypermesh10.0固定式起重機(jī)結(jié)構(gòu)仿真模型構(gòu)建研究

2016-11-06 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

摘要:根據(jù)單臂架固定式起重機(jī)結(jié)構(gòu)幾何設(shè)計(jì)特征,基于Solidworks建立三維裝配體模型并導(dǎo)出為stp格式文件,將其導(dǎo)入Hypermesh10.0后,采用多種網(wǎng)格單元類型,建立了一個(gè)可直接計(jì)算的固定式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)FEA仿真模型,目的是為了實(shí)現(xiàn)固定式起重機(jī)在多工況作業(yè)下更真實(shí)的運(yùn)動(dòng)仿真和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核。

關(guān)鍵詞:固定式起重機(jī);單元類型;Hypermesh;仿真模型

起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度校核方法對(duì)起重機(jī)械結(jié)構(gòu)作眾多簡(jiǎn)化處理缺點(diǎn),而且理論強(qiáng)度校核結(jié)果也往往使起重機(jī)用戶無(wú)法直觀、準(zhǔn)確、全面地了解起重機(jī)受載各部件在復(fù)雜工況下的應(yīng)力應(yīng)變分布情況,用戶很難針對(duì)這類設(shè)備的復(fù)雜工作狀況和使用狀態(tài)提出有效的維護(hù)措施,降低了固定式起重機(jī)設(shè)備的運(yùn)作效率和工作壽命。今年來(lái),有限單元法在機(jī)械強(qiáng)度校核中的應(yīng)用日益增加,利用有限元軟件(如ANSYS、ABAQUS、MARC)建立大型起重機(jī)承載結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算模型,對(duì)起重機(jī)全面強(qiáng)度校核計(jì)算成為了可能,設(shè)計(jì)人員不僅能完成起重機(jī)主要承載構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度校核,而且計(jì)算獲得的各類應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D也使得起重機(jī)主要承載構(gòu)件在復(fù)雜工況下的應(yīng)力應(yīng)變分布變得一目了然。目前,對(duì)于固定式起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)仿真模型的構(gòu)建方法論述還較少[1]。

本文選取一臺(tái)柔性拉索變幅單臂架固定式起重機(jī)作為研究對(duì)象,使用Hypermesh10.0軟件全面介紹了整體結(jié)構(gòu)仿真模型的構(gòu)建方法,最終得到一個(gè)可用于多工況動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算的有限元結(jié)構(gòu)模型。

1 三維裝配體的建立

1.1 概況

單臂架固定式起重機(jī)是港口、碼頭用于裝卸集裝箱或散貨的理想裝卸設(shè)備,通常也應(yīng)用于大型船廠或船塢,主要承擔(dān)大型鋼結(jié)構(gòu)件施工任務(wù)和大批貨物的裝卸,本文選取GQ1613為研究對(duì)象,它是一臺(tái)正處于服役期的小型固定式起重機(jī),變幅機(jī)構(gòu)采用柔性拉索,通過(guò)鋼絲繩索補(bǔ)償平衡方式實(shí)現(xiàn)起吊貨物水平移動(dòng),還可實(shí)現(xiàn)帶載全幅度回轉(zhuǎn)變幅作業(yè),起重機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

......

3結(jié)論

(1)基于Solidworks的拉伸、切除、旋轉(zhuǎn)、掃描、抽殼、拔模以及特征陣列、異型孔等功能操作選擇,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)起重機(jī)的所有零部件三維建模和裝配,完成三維數(shù)字化模型是實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)仿真模型構(gòu)建和力學(xué)分析的關(guān)鍵一步。

(2)基于Hypermesh10.0進(jìn)行大型起重機(jī)整體結(jié)構(gòu)建模時(shí),有時(shí)會(huì)存在不同單元類型的網(wǎng)格劃分要求,需要運(yùn)用1d、2d、3d模板下的單元新建、平移、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、查找、更新等命令組合實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)格剖分,針對(duì)不同零部件的承載狀況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)關(guān)系選擇合理的單元類型來(lái)建立整個(gè)仿真模型,以實(shí)現(xiàn)真實(shí)再現(xiàn)工作受載過(guò)程,這需要工程人員具有一定的CAE分析經(jīng)驗(yàn)。

*浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督系統(tǒng)科研計(jì)劃類項(xiàng)目(20130367)

第一作者簡(jiǎn)介:馮建平,浙江湖州人,本科,高級(jí)工程師,研究方向:機(jī)電類特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)。

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