陈芝树 徐勇

摘 要：研究分析桥式起重机主梁的静态、动态特性表明不同类型的加劲肋会给桥式起重机主梁产生不同的影响。文章通过三维模型进行主梁以及四种加劲肋的三维模型的装配管理，通过软件的仿真功能进行静态特性、模态以及谐响应分析。获得结果表明角型加劲肋主梁性能良好。纵向加劲肋对于主梁会产生严重的影响。

关键词：加劲肋;起重机;主梁;静动态特性影响

0 引言

桥式起重机主要就是进行物料搬运的机械设备，在各个领域中广泛应用。起重机的箱梁结构主要是通过上下翼缘板、主副板以及横纵的加劲肋通过焊接共同构成，是常用的结构。分析箱梁结构对其进行应力分析，是起重机主梁的重要内容。现阶段在进行桥式起重机的主梁静动态研究中，对于细微结构没有进行全面的分析，忽略了纵向加劲肋对起重机性能产生的影响。因此，文章主要对加劲肋对起重机主梁静动态特性影响进行了重点的研究。

1 起重机加劲肋

加劲肋主要在支座或者集中荷载的位置上，其主要的职能就是保住构件局部稳定性，传递集中力设置的条状的加强件，可以有效的增强梁的整体稳定性，提高抗扭性能。

加劲肋主要就是在腹板两侧对其进行成对的配置，也可以单侧的配置。其可以承受静力荷载以及间接承受动力何在，根据规定要求进行抗弯以及抗剪承载力的计算，但是直接承受动力何在的吊车梁以及相关构件并不综合屈曲后强度的组合梁，根据规定合理的进行加劲肋的配置。

加劲肋主要可以分为横向、纵向以及短加劲肋几种类型。同时，梁的支座位置以及上翼缘的区域中具有较大固定的集中荷载位置中，要合理的进行支承加劲肋的设置。加劲肋适宜在腹板两侧的位置成对的进行配置，也可根据实际状况进行单侧的配置。

2 起重机动静态特征分析

在建立主梁金属结构的有限元模型之后，根据主梁的状态对其进行施加对应的约束以及加载处理。综合支腿的主梁支撑作用，在连接主梁以及支腿的地方，进行金属结构有限元模型的位移约束。对应的约束条件主要包括了：

在主梁左端中刚性支腿产生的位移全约束。柔性支腿对于主梁右端水平位移约束的距离为-5mm。在工作中主梁主要的职能就是承担起重小车起吊货物的垂向荷载承担。同时，起重小车会根据主梁的轨道要求开展移动作业。分析在工作荷载中主梁的动态、静态特征，要对主梁跨中、左右悬臂端等相关位置的实际状况进行分别的计算分析。

在计算中要将额度起重与起重小车重量的相加，在乘以升应力，则可以获得垂向的荷载，然后在指定的节点位置进行加载。

起重小车主要位于主跨梁中，主梁的左端与刚性支腿位置产生最大应力，数值最高为300MPa，符合材料应力值要求。在其他区域中工作应力在100MPa左右，多数区域中并没有高于100MPa。在起重小车中主梁左悬臂端中，最大的应力值为175MPa，符合要求。

3 加劲肋对起重机主梁静动态特性影响探究

分析加劲肋对起重机主梁静动态特性，通过模型进行分析，了解纵向加劲肋的各项参数信息，可以有效的了解加劲肋对起重机主梁静动态特性产生的各种影响。

3.1 主梁分析模型构建

确定起重机参数以及建模软件。在SoildWorks中建立三维模型，利用ANSYSWork bench有限元软件进行处理。起重机主梁结构复杂，在处理中为了缩短计算应用时间，适当的忽略连接位置的螺纹孔结构，保留倒角等结构。建立矩型肋、角型肋、T型肋以及正球头肋四种的三维模型，在主梁三维模型中对其进行装配处理。

3.2 纵向加劲肋

进行桥式起重机的主梁设计中，要根据要求进行局部稳定性的设计校核分析。纵向加劲肋会将起重机的箱型主梁划分为相对较小的四方体结构，充分的增强了起重机箱型结构的整体稳定性。

桥式起重机的主梁在运行中会受到两个方面荷载作用的影响，其分别为垂直以及水平荷载。在起重机中主梁结构受到的垂直荷载主要可以分为自重、司机室自重、小车车轮轮压几个方面。

在起重机启动以及制动的时候会产生水平的惯性荷载，其主要涉及到了水平均分布以及集中两种类型的荷载。

3.3 结果分析

3.3.1 静刚度分析

通过分析可以确定，桥式起重机在运行中的危险工况主要可以分为小车在运行到主梁的四分之一处，小车运行到主梁跨中的位置处。

文章重点对纵向加劲肋對主梁产生影响的分析，因此要分析小车运行到主梁跨中位置的工况信息。通过软件对四种加劲肋主梁承受的最大应力、位移等因素进行计算分析。

计算分析矩形肋、角型肋以及T型、正球头肋的盈利以及变形量的计算分析，最大应力与最大变形量统计表如表1。

通过分析表1则可以发现，角型肋主梁中的最大变形量要小于其他几种类型的主梁。而T型肋的主梁承受的最大应力则要低于其他几种;但是与角型肋主梁中最大应力差异额为0.2%;因此，可以确定角型肋静态性能优与其他几种类型。

3.3.2 模态分析

桥式起重机主梁的频率要不小于2Hz，通过对6阶模态固有频率结果进行分析则可以确定，四种不同肋板的主梁可以满足实际的要求，其中加劲肋类型并不会对主梁的固有频率产生较为严重的影响，固有频率会保障不变。纵向加劲肋对于起重机主梁的自振频率产生的影响则可以忽略。

因此，在进行起重机主梁的模态分析处理是无需分析纵向加劲肋产生的影响，这样可以有效的控制计算时间，提升效率。

3.3.3 谐响应分析

谐响应分析主要的目的就是确定线性结构能否承受持续周期荷载的响应，可以预测分析结构的持续动力学性能，分析其能否可以有效的降低共振、疲劳以及受迫振动等因素造成的不良影响。

通过分析则可以确定振动频率产生的变形量峰值，进而了解不同类型加劲肋主梁的动力学性能。

同时，通过分析可以发现矩形肋与角型肋主梁的谐响应曲线大致相同;而矩形肋与角型肋主梁的峰值则均为5Hz位置，矩形肋主梁中其最大的变形量参数为281.56mm，角型肋主梁捐赠的最大变形量的参数则为316.14mm，正球头肋主梁最大变形量参数则为280.49mm。

分析谐响应则可以了解，正球头肋主梁变形量要低于其他类型，其中正球头肋与矩形肋主梁抗振能力则相对较高。

4 结束语

分析加劲肋起重机主梁静力学性能则可以确定角型肋主梁的刚度性能、强度性能较高。分析谐响应则可以确定正球头肋骨的稳定性较高;但是此种工艺高于其他几种类型。通过综合分析则可以确定角型肋的性能更好。进行起重机主梁的静态以及谐响应分析，发现不同加劲肋主梁的结果具有一定的差距性;因此，要分析不同加劲肋对起重机主梁产生的影响。通过仿真的方式进行分析可以确定加劲肋可以增强主梁的整体性能，推动了起重机轻量化的研究分析。

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