超大型非标准化吊钩的结构强度分析
800t铸造起重机双钩式吊钩结构优化分析
究 与 探 讨
平位 移 。
Ｉ ｎｃ： １ Ｔｉ ｅ： ． ０ ＋ ｍ １００ ｅ
在计 算分析过程 中，首先选 用 Ｍ ＣＭ Ｒ Ｓ ． Ａ Ｃ有
限元 分 析 程 序 中的 Ｈ Ｘ （ ） ８节 点 三 维 实 体单 元 Ｅ ８ 及 Ｐ Ｎ Ａ （ ）６节 点 三 维 实体 单 元 作 为基 本 单 元 ＥＴ ６ 进行试 算 ，以确定 吊钩上 部 圆柱 体与 下 部板 式结 构 连 接 部 位 的应 力 集 中 状 态 及 对 吊 钩 应 力 分 布 的 影 响 。计算 结 果表 明 ，吊钩 的应 力 集 中部 位 主要 位 于 双钩及 中心孑 等 载荷 作用 区域 附近 ，而 上部 圆柱体 Ｌ 与 下部 板 式 结 构 连 接 部 位 处 的 应 力 集 中 状 态 不 明 显 。为提 高工 作效 率 ，采用 平 面应 力 分 析方 法进 行 分 析 。其 单 元 网格 划 分 见 图 ２ 。计 算 参 数 为 ：节 点 总数 ３８６ ９ ；单元 总 数 ３ ０ 。 ２ ７
中图分类号 ： Ｈ２ ５ Ｔ １ 文献标志码 ： Ａ
吊钩是 起重 机设 备应 用最 普 遍 的取 物装 置 。在
１ 关 于 力学模 型 超重 机 吊钩采 用 双 钩对 称 式 锻 造 结构 。 吊钩 上
起 重作 业 中 ，吊钩将 受到频 繁 、冲击 重载 荷 的反 复 作 用 ，一旦 出现 故 障就可 能导 致 重物 坠落 ，造成 重 大人 身伤亡 或财 产损 失 ．它在 起 重机 设 备 中 的作 用 毋 庸 置 疑 。而 吊钩安 全 性 能 需要 正 确 的 结 构设 计 、 合理选 材 、适宜 的制 造方 法来 保证 。对于 大 型铸 造
３．０６ ＋０ ９ ｅ ０１ ３． ０ ＋０ ７１ ｅ ０１ ３． ５ ＋０ ５１ ｅ ０１ ３．２０ ＋０ ３ ｅ ０１ ３．２５ ＋０ １ ｅ ０１ ２． ２９ ＋０ ９ ｅ ０１ ２． ３４ ＋０ ７ ｅ Ｏ１ ２．３９ ＋０ ５ ｅ ０１ ２．４３ ＋０ ３ ｅ ０１ ２１ ｅ ． ４８ ＋００ １ １ ９ ｅ ０１ ． ５３ ＋Ｏ １７ ｅ ０１ ．５８ ＋０ １５ ｅ ０１ ．６２ ＋０ １ ３ ｅ ０１ ． ６７ ＋０
基于Hypermesh的吊钩有限元结构分析
摘要本文旨在对吊钩进行仿真计算和分析，得到其应力和位移变化的分布云图，从理论上对吊钩的危险截面进行了分析研究，为吊钩进一步的结构设计和优化提供了必要的理论依据。
本文使用三维建模软件Creo创建吊钩的三维模型，以格式吊钩.stp导入有限元软件hypermesh中绘制网格，进行前处理，继而进行求解得到后处理中的应力和位移云图。
本文通过分析有限元后处理的应力和位移云图，得到吊钩的最大等效应力位于吊钩主弯曲面内侧部位，应力大小为213.2MPa；吊钩整体最大变形位于吊钩钩头位置，变形量为0.08061mm。
本文对比最大等效应力和所给材料30号钢的屈服强度295MPa，分析得到吊钩在给定工作载荷下安全的结论，由此求得5t载荷下的安全系数应小于等于1.284；通过静刚度分析，计算得到吊钩在承载方向上的静刚度为3.1839×108N/m。
关键词：hypermesh；吊钩；应力；安全系数1.Creo软件建立吊钩三维模型1.1Creo软件简介Creo是美国PTC公司于2010年10月推出CAD设计软件包。
Creo是整合了PTC公司的三个软件Pro/Engineer的参数化技术、CoCreate的直接建模技术和ProductView的三维可视化技术的新型CAD设计软件包，是PTC公司闪电计划所推出的第一个产品。
Creo是一个整合Pro/ENGINEER、CoCreate和ProductView三大软件并重新分发的新型CAD设计软件包，针对不同的任务应用将采用更为简单化子应用的方式，所有子应用采用统一的文件格式。
Creo目的在于解决CAD系统难用及多CAD系统数据共用等问题。
1.2创建吊钩模型1.打开Creo软件，新建类型：零件，不勾选使用默认模版，确定；选择模版类型为：mmns_part_solid，确定，进入零件绘制界面（图1.1，图1.2，图1.3）图1.1 零件命名图1.2 模板选择2.草绘吊钩弯曲部分的轨迹图绘制（1）选择FRONT平面，点击草绘，进入草绘界面（图1.3，图1.4）图1.3 FRONT平面的选择图1.4 吊钩草绘界面（2）在坐标系原点，使用中心线命令，按照图1.5绘制中心线；使用圆心和点命令绘制圆ϕ85mm，为图1.6。
吊钩强度计算
3.1.4吊钩的应力计算因为选用的是直柄吊钩，故其应力计算如下：计算的断面按图，其计算公式按式3-1 和3-2Q e1FK B R o e i(3-1)Q e2FKB Re2(3-2)式中c —C点拉应力（MPa）；—D点压应力（MPa）;Q —按表的起重量算出的拉力（N ）;表3-2 吊钩的力学性能F —截面面积（mm2）;◎—截面重心至内缘距离（mm ）；e2—截面重心至外缘距离（mm）；K B—依截面形状定的曲梁系数;K B 1 e i xF e2 R odF ,xx —计算K B的自变量值，R o —截面重心轴线至曲率中心点距离;吊鉤強度計算（—）吊鉤基本資料1. 額定荷重Q =5000 kg2. 吊鉤開口直徑d =14 cm3. 吊鉤第？剖面B 1=10 cmb 1=cmh 1=14 cm4. 吊鉤第n剖面B 2=10 cm2= cm5. 材質不明6.吊鉤抗拉強度 （T t = 4500 kg / cm （取鍛鋼最低強度）（二）吊鉤之強度計算1.吊鉤第？剖面面積A i4.I i3h i [(B i b i )2 2B i b i ]i43[(i0 3.6)2 2 i0 3.6]i4402 c m36(B i b i )36(i0 3.6)I i i440.25.Z i244.i cmei 5.906.Z 2Iii440.2 i77.8 cme 28.i05.90 8.i0cm3.e hi u彎曲力矩 7.5000(i4 5.90)64500 kg -cmM i Q 弓 e i )2=14cmA i =(B i b i ) h i(i0 3° i4 95.2 cm 2.e （h i (B i 2b i ) 3( B i b i ) i48. btiM i乙Q 64500 A i 244.i 鬻3i6.8 /9. bciM iZ 2A i64500 5000362.8 52.53i0.3 kg/ cm i77.895.2i0. bci較大者計算安全係數=」bti4500 3i6.8i4.2> 3 —【OKii.吊鉤第 A 2=(B： i2.h 2 e 3 3 i3. e 4h 2(9.5 3.7) i3.689.8 cmi3.6(9.5 2G5.8 cm 3(9.5 3.7)「B 2呻■1 ea ■■ 1t-M h 2 •rf5.8 7.8 cmi4(i0 2临 5.90 cm3(i0 3.6) n 剖面面積A (B 2 2b 2)2 b 2) 取btie 3 i3.62 b2)h22cm15. Z 3 12e 3 I 2 1294.5 223.2 cm 5.8 1294.5 16.Z 4166 cme 47.817.彎曲力矩 Q M 2- tan (d e 3) 5000tan60°( 13 6 5.8) 54560 kg - cm2 2 2 218. 2 bt 22 89.8 292.7 kg / cm Z3 2A 2 223.219.M 2 Q ta nbc2Z 4 2 A 2kg / cm545605000 tan 600328.748.2280.5 kg/cm166 289.820. 取bt2 , bc2較大者計算吊鉤安全係數M 2 Qta n 54560 5000 ta n60°安全係數二一迴015.4> 314.3 2h 2 [(B 2 b 2)22B 2b 2]36( B 2 b 2)13.63[(9.5 3.7)22 9.5 3.7]36(9.5 3.7)1294.5-【0!】292.7bt2。
吊钩安全要求
吊钩安全要求1. 强度等级要求吊钩作为重要的起重工具之一，其使用安全十分关键。
根据国家标准GB/T10051-2010的规定，吊钩的强度等级分为M(4-5-6)、P(6-8)和T(8-10-12-16)三个等级。
具体的强度等级和工作负载能力如下表所示:强度等级工作负载能力M 1-63tP 1-100tT 1-650t吊钩在工作过程中，应该严格按照其强度等级和工作负载能力进行选用和使用。
特别是在重要场合、重要物体起吊、多吊点作业等危险情况下，必须采用高强度、高安全系数的吊钩。
2. 质量和材料要求吊钩的质量和材料也是影响其使用安全的重要因素。
国家标准GB16737-2010规定，吊钩的材料应为碳钢、低合金钢、合金钢等，其材料应符合相应的标准。
同时，吊钩的品质应符合国家和行业标准的要求，其主要标准是以下两个:•GB/T10051-2010《吊钩》•GB5708-2009《起重机安全规定》吊钩的外观质量也很重要。
在吊钩的使用过程中，外表出现裂纹、凹陷等情况，均必须予以淘汰或修理，以保障吊钩的安全运行。
3. 其他注意事项•在吊钩的操作中，应使用正确的悬挂方法和操作技巧，以免对吊钩造成不必要的损伤。
•吊钩的维护保养也是十分关键的。
在吊钩使用前，必须查看吊钩本身是否存在异常，比如螺纹是否松动、齿轮是否脱落等。
同时还要注意吊钩的清洁和润滑。
•吊钩在使用过程中还需要注意现场环境和使用条件的变化，如风力因素、吊物的不稳定性等。
综上所述，吊钩的安全使用是需要符合国家和行业的标准，同时还需要注意其强度等级、材料和质量、使用方法和环境等多重因素。
只有做好这些方面的工作，才能真正保障吊钩的使用安全。
DG900型大钩钩体有限元强度分析
（ 鸡石 油机械有限责任公 司， 西 宝鸡 ７１０） 宝 陕 ２０ ２
摘要 ： Ｄ ０ 以 Ｇ９ ０型 大钩 钧 体为例 ， 于弹性接 触理 论 ， 基 对钩 体进 行 了接 触 问题 的有 限元 分析 。通过 所 建模 型 ， 用有 限元 法进 行 了计 算和 对 比分析 。结 果表 明 ， 应 用接 触分析 的处理 方 法对钩 体进 行 结
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｈ ｋ ｏ ｗａ ｓ ｕｄ ｅ ｂｙ ｉ ｔ ｅ ｅ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｅ ｌ ｓ ｉ ｈｅ ｙ Ｔａ ｎｇ ｏｏ ｂ ｄｙ ｓ ｔ ｉｄ ｆｎｉｅ ｌｍ ｎｔ ｔ ｏ ｂ ｓ ｄ ｏｎ ｅ ａ ｔｃ ｔ ｏｒ ． ｋｉ ＤＧ９ ０ Ｍ ｏ ｌａ ｎ ｅ ａ ０ ｄｅ ｓ ａ ｘ ｍｐｌ ｅ，ｔ ｏ ｓ ｃ ｌｕｌｔ ｄ ａ ｏ ｈｅ ｈｏ ｋ ｗａ ａｃ ａ ｅ ｎｄ ｃ ｍｐａ ｅ ｙ ｕｓｎ ｈｅ ｍｏｄ ｌｎ ｆｆ— ｒ ｄ ｂ ｉｇ ｔ ｅ ｉ ｇ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅｅ ｎｔ Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｅ ｕｌｓ ｒ ｖ ａ ｅ ｈ ｈｅ ｓ ｒ ｓ ｎ ｔ ｉ ｆ ｈｏ ｋ ｃ ｍ ｐ ｒ ｔｖｅｙ ｄ — ｉｅ ｌ ｍｅ ． ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｄ ｔ ａｔｔ ｔ ｅ ｓ ａ ｄ ｓ ａ ｎ ｏ ｏ ｏ ａ ａ ｉ ｌ ｅ ｓ ｒｂ ｄ ｂ ｉ ｌ ｓ ｉ ｏｎ ａ ｔ ｔ ｏ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｍ ｅ ｈｏ ｓｂｅ ｆｔｔ ｐｔｍｉ ｉ ｈ ｓ ｇ ｆｔ ｃ ｉ ｅ ｙ ｕｓｎｇ ｅ ａ ｔｃ ｃ ｔ ｃ ｈｅ ｒ ｎ ｈ ｔ ｄ ｗａ ｎｅ ｉ ｏ ｏ ｉ ｚｎｇ ｔ ｅ ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｈｅ
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起重机吊钩检测分析与三维技术运用研究
起重机吊钩检测分析与三维技术运用研究【摘要】本文针对起重机吊钩检测分析与三维技术运用展开研究。
在我们介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
接着在我们对起重机吊钩设计与结构进行了分析，研究了吊钩检测方法和三维技术在检测中的应用。
并通过实验设计和结果分析，探讨了关键问题。
在总结了研究成果，展望了未来研究方向，并讨论了对工程实践的启示。
本研究为提高起重机吊钩检测效率和准确性提供了理论基础和实践指导，对于相关领域的研究具有一定的参考价值和推广意义。
【关键词】起重机、吊钩、检测、三维技术、设计、结构分析、实验、结果分析、关键问题、成果总结、未来方向、工程实践、研究背景、研究意义、研究目的、应用、实验设计、关键问题探讨1. 引言1.1 研究背景起重机是工程建设中常用的设备之一，而吊钩作为起重机的重要组成部分，在起重作业中承担着关键的承载任务。
由于吊钩长期处于高强度工作状态，易受到各种外力和环境因素的影响，存在一定的安全隐患。
对吊钩进行定期检测和分析，保障其正常使用和安全性具有重要意义。
随着科技的发展和进步，传统的吊钩检测方法已经不能满足当前的需求。
为了更有效地检测吊钩的结构和工作状态，研究人员开始探索新的技术手段，其中三维技术的运用成为了研究的热点之一。
通过三维技术，可以实现对吊钩结构的全方位显示和分析，为吊钩的检测提供更加准确和可靠的数据支持。
本研究旨在通过对起重机吊钩的设计与结构分析、吊钩检测方法的研究、三维技术在吊钩检测中的应用等方面展开深入探讨，从而为提高吊钩的使用安全性和工作效率提供理论支持和实践指导。
1.2 研究意义起重机吊钩是起重机的重要部件，其安全性直接关系到起重机的使用安全。
吊钩的质量和结构设计合理与否，对保障起重机运行安全至关重要。
对吊钩进行检测和分析，找出吊钩存在的潜在问题，是非常必要的。
通过研究吊钩的设计与结构，可以更好地了解吊钩的工作原理和受力情况，为吊钩的合理设计提供依据。
吊钩检测方法的研究可以为吊钩的定期检测和维护提供技术支持，提高吊钩的使用寿命和安全性。
基于曲梁理论的起重机非标准吊钩分析
设 计 与 研 究105基于曲梁理论的起重机非标准吊钩分析曾祥有（豪氏威马（中国）有限公司，漳州 363122）摘 要：采用曲梁理论计算了直柄双钩危险断面的应力值，将理论计算得到的应力值和有限元法得到的结果进行比较，验证了曲梁理论计算方法的有效性。
作为参考比较，同时计算了直梁线性理论方法计算所得同样断面的应力值。
关键词：起重机；非标准吊钩；曲梁理论；有限元Analysis of Crane Non Standard Hook Based on Curved Beam TheoryZENG Xiangyou(Huisman (China) Co., Ltd., Zhangzhou 363122)Abstract: In this paper, the stress value of dangerous section of double hook with straight handle is calculated by using curved beam theory, and the stress value obtained by theoretical calculation is compared with that obtained by finite element method, which verifies the effectiveness of the calculation method of curved beam theory. As a reference, the stress values of the same section calculated by the linear theory of straight beam are calculated.Key words: crane; nonstandard hook; curved beam theory; finite element method 起重机的吊钩作为标准件，可以从相应的标准中选用，如国外的DIN15400、国家标准中的GB/T 10051—2010起重机吊钩标准。
起重机械安全技术性能评估分析
起重机械安全技术性能评估分析引言起重机械是工业生产中常用的设备之一，广泛应用于各种起重作业场所。
起重机械的安全性能对于保障工作人员和设备的安全至关重要。
本文将对起重机械的安全技术性能进行评估分析，以提供参考和指导。
1. 功能性能分析起重机械的功能性能是指其能够按照设计要求，完成各类起重作业任务的能力。
功能性能的评估主要包括以下几个方面：1.1 承载能力分析承载能力是指起重机械能够承受的最大负荷。
在评估承载能力时，需要考虑起重机械的结构设计、材料强度、吊钩、绳索等元件的安全性能，同时需要根据工作环境和需求，确定承载能力的要求。
1.2 工作范围和高度分析工作范围和高度是指起重机械能够覆盖的水平距离和垂直高度。
在评估工作范围和高度时，需要考虑吊臂、液压升降装置、行走轮等元件的安全性能，并根据工作环境和需求确定工作范围和高度的要求。
1.3 控制性能分析控制性能是指起重机械在运行过程中控制动作的准确性和可靠性。
在评估控制性能时，需要考虑控制系统的设计和质量、传感器的准确性、操纵装置的灵活性等因素，并根据工作任务的要求，确定控制性能的要求。
2. 结构性能分析起重机械的结构性能是指其结构设计的科学性和合理性。
结构性能的评估主要包括以下几个方面：2.1 结构强度分析结构强度是指起重机械在工作过程中能够承受外部荷载和自身重力的能力。
在评估结构强度时，需要考虑起重机械的材料强度、连接件的可靠性、焊接质量等因素，并根据工作条件和要求，确定结构强度的要求。
2.2 结构稳定性分析结构稳定性是指起重机械在工作过程中不发生失稳的能力。
在评估结构稳定性时，需要考虑起重机械的支撑结构、重心位置、工作环境等因素，确保起重机械在工作过程中保持稳定。
2.3 结构可靠性分析结构可靠性是指起重机械在工作过程中不发生失效的能力。
在评估结构可靠性时，需要考虑起重机械的设计合理性、材料的可靠性、连接件的可靠性等因素，并根据工作条件和要求，确定结构可靠性的要求。
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对最大应力值 的影响 ， 确定了影响程度排序。研 究工作 为大型非标 吊钩 结构的优化设计提供 了分析手段和参考依据 。
关键 词 ： 吊钩 ； 强 度分 析 ； 优 化 设计 ； 有 限元 中图分类号 ： Ｔ ＨＩ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ３ ９ ９ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ８ ７ — ０ ４
海
３ １ ２ ０ ０ ０ ； ２ ． 上海交通大学 机械与动力工程学 院， 上海 ２ ０ ０ １ ２ ５ ）
摘
要： 为 了提 高超大型非标准化 吊钩设计 的安全性 ， 建立 了吊钩三维有限元模 型， 考虑到 吊重在 吊载 时可能会 因重心
不稳 而导致钩头受力不均 ， 因而对单侧钩头偏载下的不 同工况进行 了整体计算 ， 根据 弹性 曲梁理论的危险截面校核 ， 分 析 了钩 身内侧截 面的应力分布情 况； 结合不同设计尺寸的结果比较 ， 从截 面形状和水平形状两方面讨论 了吊钩设计参数
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｏ ｎ ｎ ａ ｇ ｅ ｎ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｒｄ ａ ｈ ｏ ｏ ｋ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｏ ｆｓ ｈ ｏ ｒ ｅ Ｃ ｌ ＇ Ｏ ２ １ ￣， Ｆ Ｅ Ｍ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ Ｉ ｔ Ｔ Ｉ Ｓ
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１ 引 言
吊钩是起重机的重要承载构件 ，也是应用最广泛 的一种取
如图 １ 所示 。
第 ７期 ２ ０ １ ３年 ７月
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ８ ７
超 大型非标 准化 吊钩 的结构 强度 分析
朱洪 军 ， 高奇峰 ， 姚
（ １ ． 浙江工业 职业技术学 院 数字控制 ｌ Ｔ程学院， 浙江 绍兴
ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｔ ｏ ｃ ｌ ａ ｃ ｕ ｌ ｔ ａ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｎｄ ａ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｉ Ｔ Ｌ － ２ ０ ０ ０ ｆ ｏ ｕ ｒ － ｈ ｏ ｏ ｋ ， Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｈ ｏ ｏ ｋ ｄ ｕ ｅ
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