ANSYS分析桁架式起重机重力作用下的变形与位移

双梁桁架式起重机广泛应用于车站、港口、工矿企业等露天货场，具有跨度大、载荷小的特点。本文基于ANSYS仿真软件，模拟了其在自身重力作用下的等效位移和变形。

一、有限元模型

起重机大多采用型钢通过焊接方式连接在一起，因此采用ANSYS的梁单元beam 188建立有限元模型。Beam188是一个二节点三维梁单元，具有扭切变形，单元的模型理论是Timoshenko理论，每个节点具有6个自由度。beam单元是在使用的过程需要建立实常数，即梁截面的横截面等相关参数。由于在实际过程中不同部位的梁使用不同的横截面，因此需要定义不同的实常数。建立L型型钢的相关APDL代码为：SECTYPE,2,BEAM,L,,0&SECOFFSET,CENT&

SECDATA,0.14,0.14,0.014,0.014,0,0,0,0,0,0,0,0模型的建立过程中由于节点和单元大量重复，因此模型在建立过程中使用了大量的循环语句。即*DO与*ENDDO语句。建立完成后的有限元模型如图1所示。

图1 有限元模型

二、载荷的施加

图2有限元载荷模型

起重机在安装的时候，底部固定在地面上。因此，在模型载荷的施加过程中，底面的节点全部固定。在给起重机加重力作用时，ANSYS施加的是重力加速度。重力加速度与重力的作用相反。相关的APDL代码为acel,,9.8,,。载荷的施加效果如图2所示。

三、结果的分析

图3  桁架式起重机的等效变形图

图4  桁架式起重机的等效位移

图3和图4所示为起重机的等效变形图和等效应力图。由结果可知，起重机的等效变形图与实际情况相符合。

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