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

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

摘要:根據(jù)單臂架固定式起重機結(jié)構(gòu)幾何設(shè)計特征,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,建立了一個可直接計算的固定式起重機整體結(jié)構(gòu)FEA仿真模型,目的是為了實現(xiàn)固定式起重機在多工況作業(yè)下更真實的運動仿真和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)強度校核。

關(guān)鍵詞:固定式起重機;單元類型;Hypermesh;仿真模型

起重機設(shè)計計算過程中,結(jié)構(gòu)強度、剛度校核方法對起重機械結(jié)構(gòu)作眾多簡化處理缺點,而且理論強度校核結(jié)果也往往使起重機用戶無法直觀、準(zhǔn)確、全面地了解起重機受載各部件在復(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)提出有效的維護措施,降低了固定式起重機設(shè)備的運作效率和工作壽命。今年來,有限單元法在機械強度校核中的應(yīng)用日益增加,利用有限元軟件(如ANSYS、ABAQUS、MARC)建立大型起重機承載結(jié)構(gòu)的力學(xué)計算模型,對起重機全面強度校核計算成為了可能,設(shè)計人員不僅能完成起重機主要承載構(gòu)件的強度、剛度校核,而且計算獲得的各類應(yīng)力應(yīng)變云圖也使得起重機主要承載構(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,對于固定式起重機整體結(jié)構(gòu)仿真模型的構(gòu)建方法論述還較少[1]。

本文選取一臺柔性拉索變幅單臂架固定式起重機作為研究對象,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,最終得到一個可用于多工況動態(tài)仿真計算的有限元結(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為研究對象,它是一臺正處于服役期的小型固定式起重機,變幅機構(gòu)采用柔性拉索,通過鋼絲繩索補償平衡方式實現(xiàn)起吊貨物水平移動,還可實現(xiàn)帶載全幅度回轉(zhuǎn)變幅作業(yè),起重機整機結(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,可以實現(xiàn)對整個起重機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進行大型起重機整體結(jié)構(gòu)建模時,有時會存在不同單元類型的網(wǎng)格劃分要求,需要運用1d、2d、3d模板下的單元新建、平移、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、查找、更新等命令組合實現(xiàn)多種網(wǎng)格剖分,針對不同零部件的承載狀況、結(jié)構(gòu)特點和運動關(guān)系選擇合理的單元類型來建立整個仿真模型,以實現(xiàn)真實再現(xiàn)工作受載過程,這需要工程人員具有一定的CAE分析經(jīng)驗。

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

第一作者簡介:馮建平,浙江湖州人,本科,高級工程師,研究方向:機電類特種設(shè)備檢驗檢測。

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