卢 宁,韩崇瑞

(北京建筑大学 机电与车辆工程学院,北京 100032)

0 引 言

随着城市发展速度的加快,塔式起重机(以下简称塔机)在城市发展建设中的应用越来越广泛。塔机以覆盖施工空间较大、操作灵活、可拆卸等优点,为城市基础建设带来了极大方便。目前,塔机主要用于建筑施工中建筑材料的垂直搬运、水平搬运及建筑构件的安装。

近年来,塔机断裂事故频发,给人民群众的生命带来了巨大的安全隐患。据国外数据统计,在塔机等大型起重设备机械零件的断裂事故中,有50%～90%是其起重臂金属结构疲劳引起的。塔机不仅要承受自重,还要承担重物的载荷,如果塔机起重臂钢结构在施工现场断裂,会造成极其严重的后果。因此,对在役塔机起重臂钢结构的疲劳寿命进行准确估算就显得尤为重要[1]。

近年来,国内外学者在起重设备钢结构疲劳分析方面做了相当多的研究。巩玉发[2]通过模拟目标吊车梁的实际受力状态,对其进行了疲劳可靠性分析,找出了最易遭到破坏的节点。赵会民[3]等人结合圆筒门架结构有限元静力分析结果和圆筒门架载荷-时间历程,在Fe-Safe软件中,对圆筒门架结构进行了疲劳仿真分析。

在大型塔机的疲劳寿命研究中,数据采集是一个难点。

本文通过使用SolidWorks对塔机进行建模,将部分部件导入ANSYS APDL,柔性化生成.mnf文件,结合ADAMS虚拟样机进行刚柔耦合虚拟试验,得到典型工况下塔机的载荷谱;将得到的结果结合ANSYS Workbench静力学结果导入NCODE Design Life中,用“疲劳五框图”对塔机起重臂进行寿命评估。……