大型履带起重机车架轻量化设计.PDFVIP

大型履带起重机车架轻量化设计 1 1 2 1 王永强 ，孟广伟 ，丁美莲 ，赵二飞 （1．吉林大学 机械科学与工程学院，吉林 长春 130025 ； 2．徐工集团建设机械分公司技术中心，江苏 徐州 221004 ） ［摘要］利用ANSYS 软件对履带起重机车架结构进行有限元分析，该车架在典型工况下应力分 布不够合理，箱体内多数腹板的应力裕度较大，材料性能未得到充分发挥，且车架自重也较大。利用 ANSYS 软件的优化模块对车架结构进行了轻量化设计，提出优化方案，可有效减轻车架的自重，降低车 架的制造成本，为车架的后续改进提供了理论依据。 ［关键词］履带起重机；车架；有限元；强度分析；优化 ［中图分类号］TH213.7 ［文献标认码］B ［文章编号］1001-554X （2011 ）07-0088-04 库 Lightweighting design of heavy crawler crane frame structure 例 WANG Yong-qiang ，MENG Guang-wei ，DING Mei-lian ，ZHAO Er-fei 本文利用ANSYS 软件对某大型履带起重机车案 2 车架建模与有限元计算 架进行了有限元分析，并利用其结构优化功能对车 E A 2.1 车架建模 架进行了优化设计，为车架后续的改进和轻量化设 车架在PRO/E 中完成实体建模，在ANSYS 计提供了理论依据和优化方法。 C 中完成实体模型的处理、网格划分和加载计算。有 1 车架的结构 模 限元组装模型中所有的板采用SHELL181 单元， 车架与连接梁的连接销轴采用BEAM188 单元模 某大型履带起重机车架是由钢板焊接而成的 拟。销轴与销孔之间的接触采用非线性杆单元模 多室箱型结构，承受自身和上车的重量及吊重载 凯 拟。车架共划分80882 个单元，如图2 所示。材料 荷。设计大吨位履带起重机车架时，主要考虑因素 O 的许用应力[σ]=508MPa。 有：车架外形满足运输尺寸要求；结构对整体稳定 性的影响；控制车架自重，尽量降低制造成本和提 E M 高运输经济性。大吨位履带起重机的上车载荷经由 A 车架传到连接梁上，再由连接梁传递给履带架，最 C 后传递到地面，因此车架要求具有足够的强度和刚 度。本文研究的车架模型如图 1 所示。 图2 车架有限元模型