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300吨和480吨龙门吊车的结构分析 煤炭科学研究总院上海分院 杨生华 陆仲绩 中国船舶工业总公司第九设计研究院 朱云龙 王之涛 摘要 本文论述了使用ANSYS 软件对300 吨和480 吨龙门吊车作结构有限元分析的过程，通过 静态（整体和局部）、动态和屈曲分析，证明了 ANSYS 软件的能力和结构有限元分析在龙 门吊车设计中的作用和重要性。 关键词：龙门吊车 结构有限元分析 ⒈前言 中国船舶工业总公司第九设计研究院承担了国内最大的两个龙门吊车的设计任务，这两 个龙门吊车都用在制造大型船舶上，起重分别为300 吨和480 吨，高为58 米，横跨116 米。 它充分体现我国制造大型船舶的能力和生产力。仅龙门吊车的重量就有几千吨。龙门吊车的 结构有限元分析不仅是为了设计的安全和可靠，而且能够优化设计，减少钢材的消耗，使设 计即安全又经济，煤炭科学研究总院上海分院承担了300 吨和480 吨龙门吊车的结构有限元 分析任务。 龙门吊车的结构有限元分析的内容包括：结构静力、动力和稳定性分析。整体静力分析 库 包括5 种计算项目共十八种工况，分析结构的内力和位移，局部静力分析包括大梁中心处的 实际应力分布和最大应力，支撑腿的局部应力分布和钢套应力大小，两主梁最大热变形位移、 例 动态分析主要计算吊车整体结构的固有频率。防止结构共振。稳定性分析主要分析主梁中部 箱体结构的稳定性和计算稳定系数。 案 ⒉整体静力分析 整体静力分析是优化设计的关键，最 E 上面是两根并排的主梁，每个主梁上面放A 着承载上下小车的两根钢轨。左面是钢性 C 腿，右面是柔性腿，柔性腿与主梁 通过球 铰连接，钢性腿和柔性腿下面是 行走机 构，行走机构各布位通过铰接连 在一起。 模 主梁和钢性腿为箱体结构，柔 性腿是两根 空心钢管。整体静力分析目 的分析主梁、 楷 钢性腿、柔性腿和球铰的 内力和整体变 图⑴是龙门吊车整体结构示意图 形。龙门吊车除了柔性腿 为管系结构外， O E 其余为箱型结构。如果箱型结构都用板筋 M 来构造有限元模型，必然会出现构模复 A 杂，模型太大，计算时间太长, 花费太高， C 实际上也很难实现。通常我们用一般梁单 元来等效箱型梁结构，这样处理计算精度 一般足够。在方案设计阶段，由于需要反 复计算，这种方法尤其重要。这样龙门吊 车的整体结构静力分析模型，仅由梁单元 和管单元组成，计算时间很短。但是由于 输入数据人工计算出来的很多，往往怀鱿 图⑵自重变形 执砦螅　ù 以一定要仔细，