杨扩岭，吴淑芳，李志雄，侯骅玲

(1. 中北大学 机械工程学院， 山西 太原 030051; 2. 山西省起重机数字化设计工程技术研究中心， 山西 太原 030051)

0 引言

桥式起重机具有结构紧凑，起重安全，作业效率高等优点，因此在工业生产中应用广泛。主梁是桥式起重机主要承力件，主梁又包括箱形梁和型钢梁等不同结构形式。因为桥式起重机跨度较大，要求主梁刚度和稳定性强，箱形梁因为其刚度强，制作简单，在桥式起重机主梁中得到广泛应用。

随着计算机辅助设计技术的快速发展，有限元分析在桥式起重机箱形主梁的设计中应用越来越广泛。中北大学李婷婷[1]在桥式起重机桥架结构静动态分析及多目标优化中将箱形主梁离散为SOLID187十节点四面体实体单元，得到了桥架结构在静态载荷和动态加速度载荷下的位移及应力响应。太原科技大学禹海燕[2]等将箱形主梁离散为SHELL63三角形平板单元进行分析，得到实腹式和空腹式两种形式箱形梁的应力和变形情况。

建立有限元模型时可将主梁离散为实体单元、壳单元和实体壳单元等不同单元形式。划分不同的单元类型不仅影响计算结果的精度，同时对计算机内存占有率及求解时长也有很大影响。合适的单元划分既能提高运算效率，也能保证计算精度。因此有必要研究一种好的主梁单元划分方法，为箱形主梁及类似结构的有限元分析提供参考。

1 建立有限元分析模型

文中选取桥式起重机跨度为22.5m，根据《起重机设计手册》[3]的刚度要求，当小车位于主梁跨中位置时，主梁的垂直静挠度满足式(1)：