165t单臂架起重船结构强度有限元分析及优化设计
600t起重船结构强度有限元分析
吊臂结构 ，采用 的是高强度钢 ，整个结构成Ａ 字形，共分
作 者简 介 ：张 润宏 （ ９ ４ ），男 。 硕士 研 究生 。 １８一
收 稿 日期 ：２ １ 年２ ４Ｅ ０ Ｏ 月２ ． ］
龃ｌ 暖 量 ｉ ｊ
Ｄｅ ｇｎ ＆ Ｄｅｖ ｌ ｐｍ ｅｎ ｓｉ ｅｏ ｔ
（ｏ ｔ ｈｎ ｉｅｓｙｏ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｓ ｕｈＣ ｉａ ｖ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ６ ０ Ｕｎ ｔ Ｔ ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ４ ） １
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｂ ｉｄ ｏ ｅ ｏ ｈ ｔｕ ｔｒ ｆａｆｏ ｔ ｇ ｃ ａ ｅｂ ｈ ｉｉｅｅ ｅ ｎ ｅｈ ｄ Ｔｈ ｅｕｌ ｒ ｓｒ ｃ： ｉ ａ ｅ ｕ ｌ ｓａｍ ｄ ｌｆ ｒｔｅ ｓｒ ｃｕ ｅｏ ａｉ ｒ ｎ ｙ ｔ ｅ ｆｎｔ ｌｍｅ ｔｍ ｔ ｏ ． ｅｒ ｓ ｔ ａｅ ｌ ｎ ｓ ｃ ｌｕａｅ ｏ ｃ ｅ ｋ ｔ ｅｓｒ ｎ ｔ ｒｓ ｖ ｒｌｄ ｆｅｅ ｔｋ ｎ ｓｏ ａ ， ｉｈ ｗｉｌ ｅ ｇｖ ｎ ｔ ｈ ｎ ｉ ｅ ｒ ｏ ｔｕ ｔ ｒｌｄ ｓｇ ａｃ ｌｔｄ ｔ ｈ ｃ ｈ ｔｅ ｇｈ ｆ ｅ ｅａ ｉ ｒ ｎ ｉ ｄ ｆｌ ｄｓ ｗｈ ｃ ｌ ｂ ｉｅ ｏ ｔｅ ｅ ｇｎ ｅ ｓｆｒｓｒ ｃｕ ａ ｅ ｉｎ ｏ ｏ
Ｄｅｓ ｇｎ ＆ Ｄｅ ｉ ｖｅｌ ｏｐｍｅｎｔ
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６ 起重船结构强度有限元分析 ０ｔ ０
张润宏
（ 华南理工大学土木与交通学院，广州 ５ ０４ ） １６ ０
摘 要 ：本 文建立 了某起 重船起重结构 的有 限元模型 。通过有 限元计算 ，在 其建造 和结构强度测试之前 ，初 步核算其 结构 的强度 能否满足作业 的要求 ，为结构 设计提供参考 。本文 介绍的计算 ，可供起重船 设计 人员在设计 起重船结构时参考使用 。
臂架式起重机吊重水平移动的优化设计
臂架式起重机吊重水平移动的优化设计臂架式起重机是一种常见的工业设备，它可以在不稳定的地形上进行起重操作。
通常，这种起重机通常由一组伸缩臂、一个吊钩和一个支架组成，它们能够在水平和垂直方向上进行移动。
然而，许多臂架式起重机在吊重水平移动时存在一些问题，例如摇摆、不平衡等。
因此，在本文中，我们将介绍如何优化臂架式起重机的吊重水平移动设计，以提高其稳定性和安全性。
首先，我们将探讨臂架式起重机的基本结构和工作原理。
通常，起重机的支架可以进行360度旋转，并配有液压吊杆和液压缸。
伸缩臂可以伸出5-30米，可以根据所需的高度进行调整。
借助支架和液压系统的辅助，起重机可以进行重量高达数吨的吊装工作。
然而，在移动过程中，臂架式起重机往往会出现摇摆，容易导致货物倾斜或不稳定地移动。
为了解决这个问题，我们可以采取一系列措施来优化臂架式起重机的吊重水平移动设计。
第一，我们可以使用软启动技术来控制起重机的水平运动。
这种技术可以缓慢地将起重机加速到运动速度，以避免起重机突然加速或停止，并在移动过程中减小摇晃和颠簸的可能性。
第二，我们可以加强起重机的平衡性和稳定性。
为了确保起重机在吊重度假正常，其支点和吊挂点应该在同一平面上，这可以通过使用高质量的弹簧和牵引器件来实现。
另外，控制吊钩上下移动的速度也很重要，应该采用精确控制技术，以防止起重机在移动过程中出现颠簸或晃动。
第三，我们可以对起重机进行定期维护和保养。
安全绳索、吊钩、液压缸和其他关键部件都应经常检查，以确保它们保持良好的工作状态。
在操作起重机之前，应先进行基础检查，避免因疏忽而发生事故。
总之，臂架式起重机是一种广泛使用的工业设备，对于许多行业来说都是不可或缺的。
然而，在吊重水平移动时，它们也往往存在一些问题。
我们可以采取软启动技术、加强平衡性和稳定性，以及定期维护和保养的方法来优化起重机的吊重水平移动设计，提高其稳定性和安全性。
TJ165架桥机数值仿真分析
ＴＪ 桥 机 数 值 仿 真 分 析 １ ５架 ６
梁 会 洪 灶 明。
（． 道 第四勘察设计院 １铁 武汉 ４０ ６ ； ． 汉 理 工 大 学 ３０３ ２武 武汉 ４０６ ） ３ ０ ３
摘
要 采 用通 用 程 序 ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ对 Ｔ １５新 型 架 桥 机 进 行 结 构 强 度 仿 真 分 析 及 优 化 设 计 ， 通 过 Ｊ６ 并
图 １ Ｔ １ ５架 桥 机 总 体 结 构 示 意 图 Ｊ６
１２ 工 况 分 析 ．
（ ）机臂 全悬 工况 当架 桥 机 的机 臂 向前 伸 １ 出至最 大位置 时 ， ０号 柱 已到达 前方 墩 上方 ， 即 但
别离散 计算 的 ， 为保 证体 系 满足仿 真 要求 ， 注意 需
由 于 本 工 况 下 ０号 、 １号 及 ２号 柱 的 受 力 均 不 及
和 吊梁横移 的距 离 进 一 步加 大 ， 卸后 可在 公 路 拆 上 长途 运 输 ， 应 各 种 条 件 下 铁 路施 工 的 要 求 。 适 本文采 用大 型通用 有 限元 软件 ＡＮＳ Ｓ对 架桥 机 Ｙ 结构 强度进行 分 析 并 与 强 度 检 测 结果 进 行 比较 ，
１ １ 总体 结构 ． Ｔ １ ５架 桥 机 的 总 体 结 构 见 图 １ 它 主 要 由 Ｊ６ ， 车体 、 臂 ， 机 车上 的 １号 及 ２号龙 门柱 、 承机 臂 支 的 ３号柱 ， 在机 臂前 端的 ０号 柱 、 以及 环抱着 机臂
置 落下 的状 态 。在落 梁工 况 下架桥 机 总体结 构处 于偏心 受力 状态 ， 臂 将 产 生严 重 的弯 扭耦 合 变 机
维普资讯
总第 ２ ３期 ２ ２０ ０ ７年 第 ４期
交
现代结构优化设计在某船用起重臂设计中的应用
现代结构优化设计在某船用起重臂设计中的应用李振华【摘要】为实现对某船用起重臂结构的轻量化设计,本文基于Hypermesh有限元前处理程序建立起重臂结构的有限元模型,并对其进行结构拓扑优化.结果表明:在不同体积比函数下,结构的主要结构拓扑具有较大的相似性,随着结构体积比函数的不断增加,结构材料分布的变化相对较小,并且相对不清晰.因此在实际加工过程中,可以优先考虑体积比函数较低的结构拓扑,当刚度要求较高时,可以根据体积比函数较大的结构拓扑,对相应的连杆结构宽度进行增加.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2015(037)007【总页数】4页(P180-183)【关键词】起重臂;船舶;结构优化;有限元【作者】李振华【作者单位】新乡职业技术学院,河南新乡453002【正文语种】中文【中图分类】U664.21船用起重臂整体结构尺寸、质量较大，这对于原动机而言本身就是一种负担。
过大的结构质量不仅会消耗大量不必要的能源，也会导致结构工作过程呈惯性过大，不利于操作，或者结构响应缓慢。
因此，可以借助现代结构优化设计，对起重臂结构进行结构优化设计，在刚度不显著降低的情况下，大量削减结构质量，改善起重臂结构整体性能。
结构优化的主要方法包括:尺寸优化、形状优化以及结构拓扑优化。
其中结构拓扑优化技术最难实现，其设计变量为节点与节点之间的连接关系，以及开孔数量和位置。
目前，该方法已经获得了较好的应用背景，耿楷真等［1］基于Hypermesh以及Optistruct软件对某舰船发射座架进行了拓扑优化设计，给出了2种软件联合优化的详细过程，结果表明，该方法不仅可以显著减少结构质量，对结构刚度的影响也较小，起到了较好的结构改进作用。
冷国俊等［2］采用拓扑优化技术对某雷达加强筋布局进行了优化设计。
以雷达精度为设计目标函数，以结构强度和整体质量为约束函数。
经过验证，该方法取得了较为满意的结果。
王欣等［3］为了解决起重机伸缩臂材料分布问题，基于变密度理论，建立了起重臂拓扑优化数学模型，并采用Optistruct软件对其进行求解，获得最优结构拓扑图，使得起重臂结构质量大幅削减，有效地改善了起重臂力学性能。
船舶结构强度分析与优化方法
船舶结构强度分析与优化方法船舶作为一种重要的水上交通工具，其结构强度直接关系到船舶的安全性、可靠性和使用寿命。
因此，对船舶结构强度进行准确的分析和有效的优化是船舶设计和建造过程中至关重要的环节。
船舶在航行过程中会受到各种外力的作用，如静水压力、波浪载荷、货物载荷、风载荷等。
这些外力会使船舶结构产生变形和应力，如果应力超过了材料的强度极限，就会导致结构的破坏，从而引发严重的安全事故。
因此，在船舶设计阶段，就需要对船舶结构的强度进行精确的分析，以确保船舶在各种工况下都能够安全可靠地运行。
船舶结构强度分析的方法主要有两种：传统的解析方法和现代的数值方法。
传统的解析方法主要是基于材料力学和结构力学的理论，通过简化船舶结构的几何形状和载荷分布，建立数学模型，求解结构的应力和变形。
这种方法虽然简单直观，但由于其对船舶结构和载荷的简化过于严重，往往难以准确地反映船舶结构的实际受力情况，因此在现代船舶设计中已经逐渐被淘汰。
现代的数值方法主要包括有限元法、边界元法和有限差分法等。
其中，有限元法是目前船舶结构强度分析中应用最为广泛的方法。
有限元法的基本思想是将连续的船舶结构离散成有限个单元，通过对单元的分析和组合，求解整个结构的应力和变形。
这种方法可以较为准确地模拟船舶结构的复杂几何形状和载荷分布，从而得到较为精确的分析结果。
在进行船舶结构强度分析时，首先需要建立船舶结构的有限元模型。
这包括对船舶结构进行几何建模、网格划分、材料属性定义和边界条件设置等。
几何建模是将船舶结构的实际形状转化为计算机能够识别的数学模型，网格划分是将几何模型离散成有限个单元，材料属性定义是确定船舶结构所用材料的力学性能参数，边界条件设置是模拟船舶结构在实际运行过程中的约束和载荷情况。
建立好有限元模型后，就可以通过有限元分析软件进行求解。
求解的结果包括结构的应力分布、变形情况和振动特性等。
通过对这些结果的分析，可以评估船舶结构的强度是否满足设计要求。
TJ165型架桥机机臂优化设计与检测分析
图 １ ＴＪ ６ １ ５型 架 桥 机 的 总体 结 构 示 意 图
① ｏ号 柱 、 机 臂 、 吊轨 ， 车 、 吊 梁 小 车 、 ② ③ １ 、 ④ ⑤ １号 柱 、 ２号 、 三 号 柱 、 车 体 。 ⑥ ⑦ ⑧
为 制 造 出 安 全 性 能 好 ， 业 效 率 高 的 架 桥 机 ， 们 对 架 作 我 机 臂 为 变 厚 度 盖板 钢 箱 梁 （ ４ ， 架 桥 机 的 主 要 承 载 图 ）是 桥 机 各 主 要 承 载 结 构 进 行 了 优 化 设 计 ， 对 样 机 进 行 了 试 并 构件， 长 ４ 总 ９米 ， 面 尺 寸 为 高 ×宽 一 １ ３ 断 ． ８米 × １２ ． ２米 ， 带 验 检 测 ， 一 步 验 证 架 桥 机 的 安 全 性 能 。 由 于 架 桥 机 的 承 进 上 下 耳 梁 和 行 车 轨 道 。 上 耳 梁 作 为 龙 门 柱 对 机 臂 的 支 托 点 载 构 件 很 多 ， 文 仅 对 机 臂 的 结 构 优 化 设 计 和 试 验 检 测 作 本
了 计 算 出各 局 部 的 受 力 情 况 ， 臂 采 用 ＡＮＳ 机 ＹＳ单 元 库 中 的 Ｓ Ｉ ６ ＨＥ ３壳 单 元 建 立 模 型 ， 结 构 的 连 接 、 束 与 载 荷 进 Ｌ 对 约 行 合 理 的处 理 ， 算 出 各 工 况 下 危 险 截 面 的 应 力 和 变形 。 计
出分析 。 兼 轨 道 ， 耳 梁 作 为 吊 梁 小 车 对 机 臂 的 扣 压 点 兼 轨 道 。 为 下
３ 机 臂 优 化 设 计
２ ＴＪ ６ １ ５型 架 桥 机 作 业 工 况
Ｔ ｌ ５型 架 桥 机 主 要 有 以 下 三 种 作 业 工 况 ： Ｊ６ （ ） 臂 状 态 ： 是 架 桥 机 桥 墩 对 位 作 业 工 况 ， 臂 处 １悬 这 机 ３ １ 机 臂 全 悬 工 况 ． 于全悬臂 状态 。（ ２） 图 ａ 全悬状 态的载 荷工 况 包括 ： 号柱 重 量 ６， 机重 ３， 零 ｔ电 ｔ （ ） 点 吊 梁 状 态 ： 是 架 桥 机 出 粱 的 作 业 ， 臂 处 于 ２单 这 机 吊 轨 小 车 重 ５ ２ ， 梁 小 车 重 ２ ｔ机 臂 自 重 由 程 序 单 元 自 ．ｔ吊 ５， 简 支 受 单 点集 中载 荷 状 态 。 （ ２ ） 图 ｂ 动 计 入 。此 时 边 界 支 撑 情 况 为 一 号 柱 支 撑 机 臂 ， 号 柱 压 二 （ ） 点 吊梁 及 横 移 梁 状 态 ： 是 架 桥 机 落 梁 和 移 梁 作 ３双 这 住 机 臂 ， 号 柱 悬 空 。机 臂 全 悬 工 况 下 局 部 等 效 应 力 图 如 零 业 ， 臂处 于 简 支受 双 点 集 中偏 移 载荷 状 态 。（ ２ 机 图 ｃ和 图 图 ５所 示 ， 大 主 应 力 位 于 １号 柱 支 撑 位 置 ， 大 等 效 应 力 最 最 ３） Ｓ ＱＶ一 １ ７ １ ａ Ｅ ８ ． ＭＰ 。竖 直 方 向 变 形 计 算 结 果 如 图 ６所 示 ， 零 号柱端下 挠度 ５２ ６ ７ ． ｍｍ 。
TJ165B架桥机机臂改造设计
设计计算DESIGN & CALCULATIONTJ165B 架桥机机臂改造设计王艳丽（中铁重工有限公司技术中心，湖北 武汉 430063）［摘要］根据机臂的各种工况，运用ANSYS 大型结构分析程序，对TJ165B 型分体式架桥机分段后的机臂受力状况进行有限元分析，并根据计算结果对机臂进行了优化设计，满足了分体式架桥机的总体设计要求。
［关键词］架桥机；机臂；节段；有限元分析［中图分类号］U445.36 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2016）01-0055-03Study on the transformation design of the arm for bridge erector TJ165BWANG Yan -li为解决传统的铁路T 梁架桥机过轨运输麻烦、行车速度受限（一般最高为60～80km/h ）、难以公路运输与远洋运输等诸多难题，中铁重工有限公司自主研发了TJ165B 分体式架桥机。
架桥机机臂以往多采用整体制造与运输的方式，为兼顾公路运输与远洋运输的需要，中铁重工采取了分段制造、现场组装的设计方案，并运用ANSYS 对TJ165B 架桥式机臂的分段模型进行了有限元分析，对多种工况下机臂的强度、刚度进行了计算分析，并根据计算结果对机臂作了改进，满足分体式架桥机的总体设计要求，为今后类似设计积累了经验。
1 TJ165B 分体式架桥机的总体构造出口肯尼亚的TJ165B 分体式架桥机主机构造由0号柱（含摘挂机构）、1号龙门柱、2号龙门柱、3号柱、吊轨小车、机臂、吊梁小车、上拖拉机构、车体等部件组成，如图1所示。
三号桩2号龙门柱0号柱1号龙门柱机臂节段一节段二车体吊梁小车上拖拉机构吊轨小车节段三节段四图1 TJ165B 分体式架桥机总体结构示意图2 机臂的分段设计2.1 机臂分段方案考虑到公路运输和远洋运输的需要，将TJ165B 型分体式架桥机的机臂设计为4个节段分别制造，每2个节段之间设置连接接头，接头采用梯形耳板对接，用插销定位，耳板上下端分别与板焊接固定。
1500t起重船A形吊臂结构强度有限元分析
１ Ａ形 吊臂 概 况
本起 重 船 Ａ形 吊臂 主要 由三部 分 组成 ： 吊臂 底部 为箱 型板 架结 构 、 吊臂 中部 为桁 架结 构 、 吊臂 头部 为箱 型板 架结 构 ， 见图 １ 。
箱 型 结构
上部 分 。总体 坐 标 系 取 右 手 直 角 坐标 系 ， 原 点 取 在船 纵 中剖 面 内艉 垂 线 和 基 线 相 交 处 ， 轴 沿 船 长 向艏 为正 方 向 ， Ｙ轴 沿 船 宽 向左 舷 为 正 方 向 ，
轴沿 型深 向上 为 正方 向 。
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图１ Ａ 形 吊臂 结 构 简 图
图 ２ 整 体 有 限 元 模 型
Ａ形 吊臂 主要 参数 如下 。
上的扶强材 ， 各种强构件的面板 ， 吊臂中部的桁架
结 构等 。
杆 单元 。模 拟变 幅钢 丝绳 。
多 点 约束 （ ＭＰ Ｃ ） 单 元 。模 型 中 滑 轮 轴 的轴 销 与 吊臂 的连接 、 主 弦管 梁 单 元 与 细化 板 单 元 的
过 渡采 用 ＭＰ Ｃ单元进 行模 拟 。
型的建立过程及载荷工况 的选取 ， 并对计算结果进行 了分析 。
关键词 ： 起重 船 ； 吊臂结构强度 ； 有限元分析 中图分类号 ： Ｕ ６ ７ ４ ． ３ ５ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ － ７ ９ ５ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ０ ２ ９ － ０ ４
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全 船 有 限元 模 型 见 图２ 取 直 角 标 系 ， 标 。 坐
１ ）不 对 吊臂 、 角 架 等构 件 进 行 分 析 ， 以 三 所
收 稿 日期 ：０ １ ４１ ２ １－ —８ ０
建模时仅考虑其力 的传递方式 ， 结构简化处理。 ２ ）本 船仅考 虑 吊臂支撑 处 的局部 强 度 ， 而 故
的载荷 见表 ２ 。
表 ２ 吊臂及 吊钩重量及载荷分布
表 达 式
０ ９ ７．５ ｏ ｒ ６ ８ ９ ８ ｘ １ ６（ ８ ｃ ｓ （ ２ ３ ．１
ｔ 酬
０ ．１ ｘ ， Ｌ １｝ｇｎ ｍ ［ ９ ８ ｃ ．０ｉｇ ４ ｌ
ａｘ
＿０＿ ７ ９ ） ０ｌ ８ １ ０
一 －
ｌ９ ｏ ５ ｚ）
元 模 型
１ １ 改造设计 后 的起重 船主 尺度 ． 船长 ４ ． ０ ｍ； ７ ０ 型宽 １ ． ０ ｍ； ２ ０ 型深 ３ ０ ． ０ｍ；
设计 吃水 １５ ．５ｍ。 １５ｔ 自航 起 重 船 在 长 江 中 下 游 作 业 。主 ６ 非 钩 起 吊能力 为 １５ｔ副钩起 吊能力 为 ２ 。在空 ６ ， ４ｔ 载 航行 ， 经过 桥梁 的时 候 ， 可将 吊杆 放 置在 １。 ５ 位
第４ ０卷 第 ６期 ２１年 １ ０１ ２月
船 海 工 程
Ｓ Ｐ ＆ ＯＣ ＡＮ ＨＩ Ｅ ＥＮＧ ＮＥ Ｉ Ｉ ＥＲ ＮＧ
Ｖ １ ４ Ｎｏ ６ ｏ． ０ ．
Ｄｅ ． ０１１ ｃ２
Ｄ Ｉ１ ．９ ３ ｊｉ ｎ １７ －９ ３２ １．６ ０ ６ Ｏ ：０ ３６ ／．ｓ ．６ １ ５ ．０ １０ ．０ ｓ ７
．
＿ Ｉ ８ ５ ，
６（－ ８ ． ｏｓｒ （ ９ ５ｃ ７ ６
１９ ｏ ５
．
一
－
２ ３ ８ １
，
７０ｏ ０
ｎ
０ｌ ８ ｒ ｏ－ ７ ９ （
ａ 她
１ ０ ７ ｃｓ （ ９ ． ８ ８ ｘ １ ６（ ８ ５ｏｒ ６ ２ ３ ０ ２ ０３ ５ ｎ （＿０． ２ ｒ ］
Ｐｔｎ Ｎ ｓ ｎ ａａ 及 ａ ａ 对全船进行有限元分析 ， ｒ ｒ 在满足 《 质 内河 船舶 建造规 范》 钢 以及 《 内河船舶 法定检 验技术 规
则》 要求 的前 提下对一 些新增 的局部 结构进行优化 和改进 ， 校核 计算结果 表 明， 改装后 的船体 结构强度满 足
要求 ； 厚优 化减 少了空船重量。 板 关键词 ： 起重船 ； 限元分析 ； 构优 化 有 结
中 图分 类 号 ：６ １４ Ｕ ６ ．３ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １７ ５ （ ０ １ ０ －０ ００ １７ －９ ３ ２ １ ） ６０２ － ４
为适应 工程 施工 需要 ， 将一 条 ８０ｔ 程 甲板 ０ 工 驳改造 为 １５ｔ 自航 起 重船 。 由于改 建 后 的 船 ６ 非 体 宽 深 比、 长宽 比均 已超 出等值 梁 理 论 的适 用 范 围 ， 而需 在船 舶 的初 步 设 计 阶段 对 船 体 结 构 进 故 行全 船有 限元计 算 ， 对 吊臂 支撑 处 的船 体 结 构 并 进行 局部 强度分 析 。文 中在边 界条件 的处 理上 采 用两 种方法 ： 种是 规范上 介绍 的三 点约束 法 ； 一 另
一 ’
ａｘ ｒ ７ ９ Ｌ ２ｈｇｎ ４ ［ ． １ １ ６ ８ ’ ｏ （ ｃ ＿０ｉｇ ｍ Ｏ， ８ ｘ ０－ （＿９ ５ｃ ｓ ６
７０ ０ ０
ａ ｒ ＿０＿ ２ ｎ（ ０ ２
８ １
．
＋２ ０ ３ ５
，
一
ＬＣ ｓ ｇ ｎ 们 ｘ ［ ３－ａ ｉ ｇ ｍａ 。 。
１５ｔ 臂 架 起 重 船 结 构 强 度有 限元 分 析 及优 化 设 计 ６ 单
骆 文 刚 ， 晓静 刘
（ 汉理 工大学 交通 学院， 武 武汉 ４０ ６ ） ３ ０ ３ 摘 要： 为将 一条 ８ ０ｔ ０ 工程 甲板驳改造为 １５ｔ ６ 满足桥梁 工程施 工需要 的非 自航式 起重船 ， 应用 ＭＳ ／ Ｃ
置， 以便 通过 一些河 道上 的桥 梁 。１５ ｔ 重船 的 ６ 起 总体布 置示 意见 图 １ 。
１ ２ 有 限元模 型 ．
图 ２ １ ５ ｔ 重 船 有 限 元模 型 ６ 起
原 点位 于船 体 中心 线船 艉处 ， 轴 船 长 指 向船 艏 为正 ， ｙ轴沿 船宽 指 向左 舷 为 正 ， 沿 型深 向上 ｚ轴 为 正 。有 限元 模 型长度 单位 为 ｍｍ。 对 本船 船体结 构进行 全船 有 限元 计算 并对 吊 臂 支撑 处 的船体 结 构进 行 局 部 强度 分 析 ， 如 下 作
Ｅ－ ｉ ： ０ ０ ＠ １ ３． ｏ ｍａ ｌ １ ５ ６ ｗｇ ６ ｃ ｍ
２ ０
１５ｔ ６ 单臂架起重船结 构强度有限元分析及优化设计——骆文刚 ， 晓静 刘
１ ４ 船体 的重 量及载 荷 ．
表 ３ 外 载荷 场 函数 表 达 式
工 况
ａ 眺
－
各 工况 的船 体重 量按 ２ ０站 划分 ， 分别 施 加 于 结构 模 型相应 位 置 的节点 上 。两 外 吊臂及 掉 钩 上
种为使用较多的惯性释放法。为了检验这两种 方法 的可行 性 ， 两种 方 法 的计算 结果 Байду номын сангаас 行 了对 对
一
图 １ １５ｔ 重 船 总布 置示 意 ６ 起
比。采用 Ｐｔ ｎ Ｎ ｓ ｎ对 船 体 新 增 结 构 板 厚 进 ａａ／ ａｒ ｒ ａ
行优 化 。
１ 改造 后 的起 重船 船 体 说 明及 有 限
对 三 角架底 部 的结构 加强不 做计算 。 １３ 计算 的工 况分析 ． 选取作 业 、 行及 过桥 三 种情 况 ， 表 １ 航 见 。每 种工 况考 虑波 浪载荷 中拱 和 中垂两种情 况 。
修回 日期 ：０ １ ８２ ２ １ － －５ ０ 作者简介 ： 骆文刚 （９ ６ ）男 ， １ ８ 一 ， 硕士生。 研究方 向： 船舶与海洋结构物设计与制造