武世靖

（太原重型机械集团有限公司， 山西 太原 030024）

引言

本文对某60 t 门式起重机进行分析，该门机用于将设备在两个工位之间进行转运。为精确地了解该门机在技术规格书中要求的地震设防烈度为7 度时的抗震性能，确保设备的安全与稳定，参照GB/T 3811《起重机设计规范》[1]、ASME《桥式和门式起重机制造标准》[2]，采用反应谱法[3]，应用有限元分析程序对60 t 门机进行地震载荷下多种工况组合的动态反应分析。

1 力学模型的建立

本次分析计算的60 t 门机主要包括桥架、小车、大车运行机构、起升机构等。桥架及小车采用刚性框架焊接结构。

在建立力学模型时，选用三维梁单元BEAM188、质量单元MASS21 和模拟绳索的单元LINK180 作为基本单元，根据结构实际位置、截面特性及重量分布情况建立有限元模型如图1、图2 所示。起吊位置为标高17 m 处。模型中X方向为60 t门机主梁长度方向，Y方向为大车运行轨道方向，Z方向为竖直方向。

图1 60 t 门机抗震分析有限元模型（不显示梁截面）

图2 60 t 门机抗震分析有限元模型（显示梁截面）

根据实际工况，60 t 门机大车与轨道间的连接采用简支（即图1 中车轮1 处约束其X、Y、Z三个方向的位移自由度，车轮2 处约束其X、Z两个方向的位移自由度，车轮3 处约束Z向位移自由度，车轮4 处约束其Y、Z两个方向的位移自由度）。模拟起升钢丝绳的LINK180 单元参数设定为只承受拉力，不能承受压力。

该门机门架选用材料为Q345D。弹性模量E 均为210 GPa，泊松系数为0.3，密度均为7.85×103kg/m3。钢材的屈服极限σs及强度极限σb如表1 所示。按照该门机技术规格书及GB/T 3811 中对结构件材料许用应力的要求，门架各构件在设防地震工况下的应力应小于216 MPa。……