桥式起重机小车车架有限元分析
车架有限元分析word版
以ANSYS软件为分析工具对从国外引进的某重型车的车架进行了有限元分析、模态分析和以路面谱为输入的随机振动分析，通过用壳单元离散车架及MPC单元模拟铆打传力建立计算模型，研究该车架静、动态性能，了解该车架的优缺点。
车架是汽车的重要组成部分，在汽车整车设计中占据着重要位置，车架结构设计历来为广大汽车厂商所重视。
本文以某汽车公司从欧洲引进的某重型车车架为研究对象，对该车架结构的动、静态特性进行分析计算，消化、吸收欧洲的先进技术并在此基础上进行自主创新设计。
分析手段主要是通过建立正确的有限元分析模型，对车架进行典型工况的静态分析、模态分析和路面不平度引起的随机振动分析，以此了解车架的静态和动态特性，了解该车架的优越性能及其不足之处，为新车架的改型设计提供依据。
1 有限元分析模型的建立该车架为边梁式，由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接或焊接方式将纵梁和横梁联接成坚固的刚性结构，纵梁上有鞍座，其结构如图1所示。
由于车架是由一系列薄壁件组成，有限元模型采用壳单元离散能详细分析车架应力集中问题，可以真实反映车架纵、横梁联接情况，是目前常采用的一种模型。
该车架是多层结构，纵梁断面为槽形，各层间用螺栓或铆钉联接，这种结构与具有连续横截面的车架不同，其力的传递是不连续的。
该车架长7m，宽约0.9 m，包括双层纵梁、横梁、外包梁、背靠梁、鞍座、飞机板、铸铁加强板、发动机安装板、三角支撑板和后轴等部分。
考虑到车架几何模型的复杂性，可在三维CAD软件UG里建立车架的面模型，导人到Hypermesh软件中进行网格划分等前置处理，然后提交到ANSYS解算。
车架各层之间的铆钉联接，可以用Hypermesh-connectors中的bar单元来模拟铆钉联接，对应的是ANSYS的MPC单元，因车架各层间既有拉压应力，又有剪应力，故MPC 的类型应选择Rigid Beam方式。
由于该车是多轴车，为超静定结构，为了得到车架结构的真实应力分布，必须考虑悬挂系统的变形情况。
基于有限元分析的单梁桥式起重机优化设计
基于有限元分析的单梁桥式起重机优化设计摘要：利用ANSYS9.0分析单梁桥式起重机钢结构的力学特性，并结合分析结果咯实际经验提出了相应的结构优化方案，其正确性和合理性得到验证，并为同类产品优化设计提供有益参考。
关键字：桥式起重机；钢结构；优化设计；FEM目前广泛应用于机械制作、冶金、钢铁、码头的桥式起重机占具我国起重机的40%左右。
原有起重机设计方法多为传统的设计方法，设计效率低下，设计起重机安全系数大、消耗原料多、结构不尽合理。
亟待对其钢结构进行优化设计。
通常的优化设计是利用数学规划的方法，将机械工程的设计问题转化为由目标函授与约束条件描述额度最优化问题。
该方法对于解决较典型的优化问题可以得到较好的优化结果，但对于工程实际中经常出现的多目标、多约束条件优化问题则存在着数学模型难以建立及计算复杂，难于推广应用等问题。
鉴于此，本文利用有限元分析软件对可能的结构设计方案快速进行虚拟试验，并通过分析FEM虚拟试验的结果，作相应的结构优化。
以LX型单梁桥式起重机主梁钢结构为例，利用ANSYS模拟其在最恶劣工况下的应力分布和变形情况，提出并检验了优化方案。
1.LX型5t电动悬挂单梁桥式起重机钢结构特点LX型5t电动悬挂单梁桥式起重机由主梁和两条端梁、电动葫芦、大车运行机构、电气设备等主要部件组成。
车轮组倒挂在车间的H 型轨下运行。
主梁中部由工字梁I32a和箱型梁焊接而成；两端悬臂部分则由工字钢I32a与槽钢[28a焊接而成；端梁由两根槽钢[18与钢板焊接而成，主梁通过箱型梁两侧的吊耳实现与端梁的连接，如图1 所示。
2.有限元建模和分析方案2.1单元的选择与网格划分LX型5t电动悬挂单梁桥式起重机钢结构中的工字钢、槽钢和箱型梁的主尺寸均为其厚度的10倍以上，故选定壳单元（shall 63）对该桥式起重机进行有限元分析[1]。
此外，选用壳单元便于模型的优化修改。
2.2确定最恶劣工况相关理论表明：小车位于跨中并制动，大车行径轨道接头并制动；小车位于悬臂梁极限位置并制动，大车行径轨道接头并发生偏斜为最恶劣的2中工况[2]。
桥式起重机主梁的有限元分析及优化设计武建华
桥式起重机主梁的有限元分析及优化设计武建华发布时间：2021-10-27T06:54:26.359Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年15期作者：武建华[导读] 本文针对16 t×22.5 m的双梁桥式起重机当前的工况和具体的载荷进行分析，合理的确认了对于金属结构重量产生影响的相关因子——设计变量，同时针对这一重机主梁展开了针对MeshFree软件平台进行的一种有限元分析以及优化，最后使其重机力学性能可以获得要求。
河南东起机械有限公司河南省新乡 453400摘要：本文针对16 t×22.5 m的双梁桥式起重机当前的工况和具体的载荷进行分析，合理的确认了对于金属结构重量产生影响的相关因子——设计变量，同时针对这一重机主梁展开了针对MeshFree软件平台进行的一种有限元分析以及优化，最后使其重机力学性能可以获得要求。
关键词：桥式起重机；结构分析；有限元优化引言桥式起重机器本身是工程进行施工中能够提升作业效率和降低工人劳动强度的一种大型的起重设备。
当前应用的一些起重机其自身的金属结构全部都是选择型钢以及板材去完成焊接形成。
按照相关统计，通常桥式起重机器本身重量里的金属结构大概占到了改为汉字数字之下，针对一些跨度比较大的起重机器能够占到百分之85 之上，所以，有效降低本身的重量是减少起重机在制造上消耗成本的一种切实科学的方式。
当前，起重机金属结构在设计上的计算，通常都是使用理论以及类比计算去展开。
其中有非常多的经验估算以及简化算法，这样的一种情况就使得起重机自身的金属结构其自身的力学性能出现富余同时材料上的利用率相对较低等情况出现。
本文先首先基于16 t×22.5 m桥式起重机具原型去展开适当的力学分析，并适当的对其完成优化，最后有效地降低了这一起重机本身的自重。
1.双梁桥式起重机整体布局和核心技术参数当前桥架整体的金属结构件主要包含了：主梁和端梁，以及小车和走台栏杆等。
某单梁桥式起重机主梁有限元分析
太原科技大学大学生创新训练 （Ｕ Ｉ Ｔ ） 计划项目 （ｘｊ２０１２０６９ ） 收稿日期 ： ２０１２‐１１‐０２ ； 修回日期 ： ２０１２‐１１‐１０ 作者简介 ： 王文浩 （１９７６‐） ， 男 ， 山西洪洞人 ， 讲师 ， 在读博士生 ， 主要从事机械金属结构 、 工程力学 、 机械优化设计等领域的教学和研究 。
。
材料许用剪应力值为 ：
［τ］ ＝
［σ］ ３
＝
８２
．３２ ～ ７９ １ ．７３２
．１５４
＝
（４７
．５２９
～
４５
．７０１ ）
ＭＰａ 。
图 ３ 跨中荷载作用下的主梁结构变形及应力云图 图 ４ １ ／４ 跨荷载作用下主梁结构变形及应力云图
图 ６ 主梁的应力集中
３ ．２ 主梁跨中截面的正应力校核 由图 ３ 可知主梁跨中下翼缘存在最大正应力 （如
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｔ ａｋｉｎｇ ａｎ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒａｎｅ ｗｉｔｈ １６ ．５ ｍ ｓｐａｎ ａｎｄ ３ ｔ ｌｉｆ ｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｐ‐ｄｏｗ ｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｏｗ ｎ‐ｔｏｐ ｍｅｔｈｏｄ ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｅｔ ｕｐ ｔｈｅ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒａｎｅ ｇｉｒｄｅｒ ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ ．Ｔ ｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｅａｍ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｃｈｅｃｋｅｄ ．Ｓｏｍｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ｗ ａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒａｎｅｓ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ＡＮＳＹＳ ；ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒａｎｅ ｇｉｒｄｅｒ ；ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ；ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｈｅｃｋ
基于SolidWorks的双梁桥式起重机的有限元分析
基于SolidWorks的双梁桥式起重机的有限元分析（a ）给定阶跃信号时转速波形（b ）突加斜坡信号时转速波形（c ）稳态相电流波形图4实验波形科技情报开发与经济SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ECONOMY 2020 年第19卷第16期倍。
实验控制一台SIEBER 电机，其参数为：额定功率0. 37kW ，额定转速2820r /min ，额定电流1. 7A ，额定电压110V 。
电机空载运行时，实验结果由上位机的窗口显示，见图4。
由图4（a ）可以看出，系统可迅速达到稳态几乎无超调，且稳态误差小。
电机达到稳态后突加斜坡信号的转速波形见图4（b ），稳态相电流波形见图4（c ）。
实验结果表明本系统设计合理，控制精度高，具有良好的动静态性能。
参考文献［1］陈伯时. 电力拖动自动控制系统［M ］. 3版. 北京：机械工业出版社，2003.［2］李永东. 交流电机数字控制系统［M ］. 北京：机械工业出版社，2002. ［3］江思敏. TMS320LF240X DSP 硬件开发教程［M ］. 北京：机械工业出版社，2003.（本文其他参考文献因著录项目不全被删除）（责任编辑：李敏）────────────────第一简介：张楠，女，1979年1月生，2002年毕业于山东大学自动化专业，讲师，南山学院自动化工程学院，山东省烟台市南山学院东海校区自动化工程学院83栋D106，265713.The Alternative Current Speed Adjusting Systemwith Vector Control Based On TMS320LF2407ZHANG Nan , XIN Yu-gangABSTRACT :This paper introduces the vector control strategy , and puts forward an alternative current speed adjusting system with vector control based on TMS320LF2407. The experimental results show that the system with rational design , good real－timeand high control precision possesses excellent static and dynamic performances .KEY WORDS :electric motor ; vector control ; alternative current speed adjusting system ; DSP （digital signal processor ）随着科学技术的不断进步、计算机软件和硬件的不断更新和升级，使计算机辅助设计（CAD－ComputerAided Design ）在机械设计中发挥越来越大的优势。
基于Simulation的桥式起重机主梁有限元分析
SCI-TECH INNOVATION &a
晕燥援1 Jan. 圆园19袁栽燥贼葬造 晕燥援300
术 Applied Technology 应 用 技
滓 = 滓（G+P） + 滓g =
M（G+P） max Wx
+
Mgmax Wy
臆蓘滓蓡2.
（1）
式中：W x为主梁跨中截面对水平重心轴线 x-x 的最
[基金项目] 2017 年度山西省研究生优秀创新项目（2017BY118）；太原科技大学博士科研基金（20182037） 收稿日期：圆园18原10原10曰修回日期：圆园18原11原14 作者简介：李吉祥（1986-），男，江苏连云港人，助理工程师，主要从事起重机械设计研究，E-mail：13453156783@。 通信作者：辛运胜（1987-），男，黑龙江讷河人，博士，讲师，主要从事系统动力学研究，E-mail：120181624@。
李吉祥2.JPG no t exist!
当小车满载且位于跨中时，桥架承受最大弯 矩。模拟实际工况，分别固定桥架两端并进行有限 元分析。图 1 为满载工况下桥架应力分析结果。由 图 1 可知该状态下跨中应力合格，危险界面处最大 应力小于材料屈服极限，满足起重机设计要求。图 2 为满载工况下桥架应变分析结果。由图 2 可知该 状态下跨中最大位移为 11.56 mm，符合要求。
应 用 技 术 Applied Technology
文章编号：1674-9146渊圆园19冤01原园64原园2
基于 Simulation 的桥式起重机主梁有限元分析*
李吉祥 1，辛运胜 2
（1. 太原重工股份有限公司，山西 太原 030024；2. 太原科技大学，山西 太原 030024）
车架有限元分析
车架有限元分析以ANSYS软件为分析工具对从国外引进的某重型车的车架进行了有限元分析、模态分析和以路面谱为输入的随机振动分析，通过用壳单元离散车架及MPC单元模拟铆打传力建立计算模型，研究该车架静、动态性能，了解该车架的优缺点。
车架是汽车的重要组成部分，在汽车整车设计中占据着重要位置，车架结构设计历来为广大汽车厂商所重视。
本文以某汽车公司从欧洲引进的某重型车车架为研究对象，对该车架结构的动、静态特性进行分析计算，消化、吸收欧洲的先进技术并在此基础上进行自主创新设计。
分析手段主要是通过建立正确的有限元分析模型，对车架进行典型工况的静态分析、模态分析和路面不平度引起的随机振动分析，以此了解车架的静态和动态特性，了解该车架的优越性能及其不足之处，为新车架的改型设计提供依据。
1 有限元分析模型的建立该车架为边梁式，由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接或焊接方式将纵梁和横梁联接成坚固的刚性结构，纵梁上有鞍座，其结构如图1所示。
由于车架是由一系列薄壁件组成，有限元模型采用壳单元离散能详细分析车架应力集中问题，可以真实反映车架纵、横梁联接情况，是目前常采用的一种模型。
该车架是多层结构，纵梁断面为槽形，各层间用螺栓或铆钉联接，这种结构与具有连续横截面的车架不同，其力的传递是不连续的。
该车架长7m，宽约0.9 m，包括双层纵梁、横梁、外包梁、背靠梁、鞍座、飞机板、铸铁加强板、发动机安装板、三角支撑板和后轴等部分。
考虑到车架几何模型的复杂性，可在三维CAD软件UG里建立车架的面模型，导人到Hypermesh软件中进行网格划分等前置处理，然后提交到ANSYS解算。
车架各层之间的铆钉联接，可以用Hypermesh-connectors中的bar单元来模拟铆钉联接，对应的是ANSYS的MPC单元，因车架各层间既有拉压应力，又有剪应力，故MPC的类型应选择Rigid Beam方式。
由于该车是多轴车，为超静定结构，为了得到车架结构的真实应力分布，必须考虑悬挂系统的变形情况。
汽车车架的有限元分析毕业设计论文
汽车车架的有限元分析院系机械工程系专业机械设计制造及其自动化班级学号姓名指导教师负责教师沈阳航空航天大学2013年6月摘要车架是汽车上重要的承载部件，车架结构性能的好坏直接关系到整车设计。
传统的设计方法已经无法满足现代汽车设计的要求，通过有限元法对车架结构进行性能分析，并对车架结构进行优化，对提高整车的各种性能，降低设计与制造成本，增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。
本文的重点是：以有限元静态分析、动态分析为基础，完成了从车架三维建模到有限元分析的整个过程，得出了车架在典型工况下的应力分布和变形结果及它在自由约束状态下的前20阶固有频率和振型。
关键词：车架；ANSYS；静力分析；模态分析；AbstractThe frame is an important part which bears the weigh of whole car, the quality of the structural performance of the frame is relate to the car which is designed. The traditional design method has not been the request of designing in modern car Through the finite element method, we carry on the analysis of performance to the frame structure and optimize the frame structure, It is important to improve various performance of the completed car, decrease the design of cost, strengthen the competitiveness of market .The main idea of the article :Based on static analysis of finite element, modal analysis, we have finished the whole course that is analyzed from three-dimensional modeling of the frame to finite element .Then we have obtained the stress of the frame under the typical operating mode and is distributed in the first 20 steps of natural frequency and shaking type that restrain from under the state freely with result and it out of shape .Key words：Frame；ANSYS；Static Analysis；Modal Analysis；目录摘要 (I)1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2论文选题的意义 (1)1.3有限元法在车架结构设计中的应用现状 (2)1.3.1车架结构设计与分析的概述 (2)1.3.2车架结构有限元模型的形式 (2)1.3.3车架结构有限元分析类型 (3)1.3.4有限元法在车架结构分析中存在的问题 (4)1.4本文的主要研究内容 (4)2车架三维模型的建立 (5)2.1CATIA软件的简介 (5)2.1.1关于CATIA (5)2.1.2关于CATIA V5 (5)2.1.3CATIA的主要功能模块 (6)2.2车架草图的绘制 (7)2.3车架零件图的绘制 (8)3车架有限元模型的建立 (10)3.1ANSYS软件的介绍 (10)3.1.1ANSYS的发展概述 (10)3.1.2ANSYS的主要特点 (10)3.1.3ANSYS的主要功能 (11)3.1.4ANSYS的结构分析文件 (11)3.1.5ANSYS单元库构成体系 (11)3.1.6ANSYS中的耦合与约束方程 (12)3.1.7ANSYS求解器简介 (12)3.2车架有限元计算模型的建立 (13)3.3悬架模型的建立 (16)4.1车架设计中应用的有限元法 (19)4.1.1车架设计分析概述 (19)4.1.2有限元法在汽车车架设计分析中的应用 (20)4.2汽车车架的静力分析 (20)4.2.1汽车车架静力分析的典型工况 (20)4.2.2载荷加载的处理 (21)4.2.3车架静力分析过程 (22)4.2.4车架结构静力分析结果 (26)4.2.5车架结构静力分析结果评价 (27)4.3车架结构模态分析过程 (27)总结 (32)参考文献 (33)致谢 (34)1绪论计算机的出现给社会带来了巨大的改变，同时也为工程结构的设计、制造提供了强有力的工具。