MQ60港口门座起重机金属结构有限元计算分析报告.doc

精品资料
秦皇岛市北戴河通联路桥机械有限公司
MQ60港口门座起重机金属结构
计算分析报告
上海海事大学物流工程学院
项目负责人:梁岗
2008年2月18日
目录
目录 1
一、前言 2
二、设计标准及规范 2
三、计算软件 3
四、有限元计算模型 3
3
材料特性参数 6
7
9
10
11
18
20
五、有限元计算结果及分析 21
21
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一、前言
秦皇岛市北戴河通联路桥机械有限公司为东莞东江大桥(为连续性悬索加劲钢桁梁金属结构)施工设计的MQ60港口门座起重机用于桥梁施工过程期间大型钢结构件的吊装。根据施工要求,主要用于安装主跨钢桁梁及桥面板等构件,属于单臂架全回转式安装起重机。主要行走机构有主起升机构、副起升机构、回转机构和步履行走机构。该起重机可在步履轨道下沿钢桥纵向移动(非吊装工作状态),在步履纵移到工作位置后,通过锚定装置将起重机锚定在已架设的钢梁上,从而达到作业状态。该起重机工作级别为A4,整体自重200吨。
工作环境如表1所示。
工作环境表1
工作最大风压
300N/m2
工作环境温度
-10~45℃
相对湿度
90%
非工作风压
800N/m2
主要技术参数如表2所示。
主要技术参数表2
整机工作级别
A4
主、副起升
M5
变频、回转
M4
前后移位
M3
起升高度
30m
最大/最小吊距
9m/30m
回转范围
360度
吊臂长度
40m
典型工况
60t×
起重机总功率
245kW
主钩额定起重量
60t
副钩额定起重量
16t
支腿纵向间距
16m
支腿横向间距
18m
最大支点反力
187t(前点)
最大锚固拉力
-39t(后点)
起重机总重
200t
吊机整机纵移方式
液压步履移动
二、设计标准及规范
计算所依据的设计标准规范均按照《起重机设计规范》(GB3811—1983)的有关要求进行计算,其中稳定性计算是按照2007年《起重机设计规范(报批稿)》的有关要求进行计算。
三、计算软件
。
四、有限元计算模型

根据秦皇岛市北戴河通联路桥机械有限公司所提供的MQ60港口门座起重机的设计图纸和该起重机作业的实际情况,我们将该起重机金属结构件分成上、下两部分结构组合整体建模, 其中上部结构包括臂架、转台、人字架、拉杆、主副及变幅驱动装置以及配重等; 下部结构包括支座、支腿、支腿联接杆及行走滑动装置等。
上部结构中臂架系统的主、副弦管和人字架采用BEAM189梁单元,臂架系统各联接板和转台采用SHELL93板壳单元,拉杆、主副及变幅钢丝绳采LINK10单元,配重、主副及变幅电机、旋转大轴承以及各刚性区域联接点均采用MASS21质量单元,来建立上部结构有限元几何模型。同时根据实际钢结构情况及计算需要,对其设计结构模型进行单元剖分后共得到7925个BEAM189梁单元,17087个SHELL93板壳单元数,7个LINK10单元,22个MASS21质量单元,其上部结构整体几何模型如图1、2、3所示,其局部模型如图4~图11所示。
下部结构中支座、支腿及支腿联接杆采用SHELL93板壳单元,各刚性区域联接点均采用MASS21质量单元建立其结构有限元几何模型。同时根据实际钢结构情况及计算需要,对设计下部结构模型进行单元剖分后共得到49150个SHELL93 板壳单元,13个MASS21质量单元,其几何模型如图12、13所示。
另外,为简化计算模型,提高计算时效,便于约束和荷载施加,我们将该模型的臂架底部和转台连接处、转台底部(旋转大轴承处)区域、支座上部(旋转大轴承处)
区域、支座上部(旋转大轴承处)区域、支腿与支腿连接杆区域、支腿底部滑靴区域以及各MASS21模拟质量单元等处(如配重,主起升、副起升及变幅电机,旋转大轴承)均采用建立刚性区域的方法加以简化。
图1 MQ60港口门座起重机上部结构有限元整体几何模型(正视图)
图2 MQ60港口门座起重机上部结构有限元整体几何模型(等轴侧视图)
图3 MQ60港口门座起重机上部结构有限元整体几何模型(实体图)
图4上部结构有限元局部几何模型图5臂架有限元几何模型

图6臂架头部有限元局部几何模型图7臂架底部有限元局部几何模型

图8人字架有限元几何模型(正