挂舱多功能油缸机构ansys计算报告.docVIP

挂舱/多功能油缸机构计算报告 上海振华重工股份有限公司  内容列表 1. 材料说明 2 2. Ansys模型介绍 3 3. 挂舱力定义 4 4. Ansys模型建立 5 5. 应力分析 6 6. 变形分析 12 7. 附页 16 1. 材料说明 1.1 材料以及允许应力 主材料允许应力：: 表 1.1. 材料以及许用应力 材料 厚度(mm) σy (N/mm2) 许用应力(N/mm2) [σ] Q235 235 235/n Q345 t≤16 345 345/n 16t≤40 325 325/n 注: n： σy：屈 σs：σ]= 213 MPa 对于Q345 [σ] = 313 MPa （厚度 t≤16） [σ]= 295 MPa （厚度 16t≤40）  2. Ansys模型介绍 多功能油缸/挂舱的应力以及变形分析计算是建立在ANSYS板单元分析上的， 对现有I型挂舱进行分析 挂舱/多功能油缸结构示意图见插图. 2.1. 2.1定义方向: X— 平行大车轨道方向 Y— 垂直大车轨道方向（海陆侧方向） Z— 竖直方向 插图. 2.1挂舱/多功能油缸示意俯视图 2.2 模型约束 对面A15和A245进行全方向约束 3. 挂舱力定义 3.1 挂舱力大小 根据I型多功能油缸机构挂舱力设定：单根起升钢丝绳上27吨 挂舱冲击系数1.5（内部数据，不可外传） 单根钢丝绳 Fsnag=27*9.8*1.5=397KN 钢丝绳偏角Φ=2.5° 摇架滑轮中心距离摇架挂点L=3550mm 摇架上受到侧弯力大小 F=Fsnag*tan2.5°=17.3KN 施加到主支架上弯矩大小 M=Fsnag*tan2.5°*L=6.1x107 N.mm 3.2 挂舱力在ANSYS上的加载 作用在摇架滑轮轴处的压力P1=Fsnag =397KN 作用在摇架油缸连接轴处的压力P2=Fsnag*1.4=555.8KN,由于该力和水平存在角度10度,因此加载的力分为P2x=P2*COS10=547.4KN,P2y=P2*SIN10=96.5KN 4．Ansys模型建立 4.1 计算模型图 4.2 模型描述 在建立模型过程中，我们使用了ANSYS的SHELL63 和BEAM189两种模型 4.3 模型特性 弹性模量: ; 泊松比: 4.4 Ansys 建模关键点的坐标见附页a 4.5 Ansys 建模面的坐标以及实常数定义见附页b 5. 应力分析 5.1 分析应力位置 位置1：支架头部件17圆钢与件43三角板处 位置2：支架件2方钢管与头部节点板件18处 位置3：支架件2方钢管与底部节点板件13处 位置4：件8，9，21组成的工字钢形式与联系梁处 位置5：摇架安装滑轮轴处 位置6：摇架翼缘板处 位置7：插入应急轴后，摇架应急孔附近翼缘板 5.2应力分析与结论 编号 实际最大应力（未考虑应力集中处） σcp (MPa) 许用应力[σ]( MPa) 比例 σcp//[σ] 检查 备注 1 166.4 235/1.1=213 78% OK! 件17圆钢与件43三角板 见插图5.2 2 205.5 345/1.1=313 66% OK! 件2方钢管与节点板件18见插图5.3 3 141.6 345/1.1=313 45% OK! 件2方钢管与件13节点板 见插图5.5 4 317 345/1.1=313 101% 建议加大圆弧，改善局部应力 件8件9件21组成的工字钢形式与联系梁 见插图5.6 5 293.6 345/1.1=313 94% OK! 摇架安装滑轮轴处 见插图5.7 6 304.2 345/1.1=313 97% OK! 摇架翼缘板处 见插图5.8 7 215.5 345/1.1=313 69% OK! 插入应急轴后 见插图5.9 结论: 1. 所有列出的检查应力的位置，除编号4处建议加大圆弧，改善局部应力，余下实际应力均小于许用应力值. 插图5.1（集中应力处） 插图5.2(非集中应力处) 插图5.3 插图5.4（应力集中处，图纸上已开减应孔） 插图5.5（非应力集中处） 插图5.6 插图5.7 插图5.8 插图5.9 插图5.10 （此处图纸上加大过渡圆弧改善） 6. 变形分析 6.1 摇架综合变形情况： 摇架底部变形42mm(X,Y,Z三个方向合成) 摇架X轴（平行大车轨道方向）方向变形情况： 底部变形最大值：-37.6mm和37.9mm 摇架Y轴（垂直大车轨道方向）方向变形情况： 底部变形最大值：-1.1m 摇架连接油缸处 2mm 摇架Z轴（垂直地面方向）方向变形情况： 摇架尾部-18mm, 头部12.5mm 6.