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以200 t造船門(mén)式起重機(jī)為例，介紹了造船門(mén)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的載荷計(jì)算方法，以及 ANSYS 在造船門(mén)式起重機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，分九種工況對(duì)該造船門(mén)機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析，并針對(duì)分析結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，以此對(duì)該造船門(mén)機(jī)的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明ANSYS在造船門(mén)式起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的有限元分析中的使用簡(jiǎn)便、快捷，能夠快捷直觀的得出所設(shè)計(jì)起重機(jī)械是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，為起重機(jī)械的安全生產(chǎn)及可靠性提供依據(jù)，并能夠?yàn)槠鹬貦C(jī)械的檢驗(yàn)工作提供數(shù)據(jù)支持。
目前對(duì)造船門(mén)式起重機(jī)的需求隨著我國(guó)船舶工業(yè)的發(fā)展越來(lái)越大，其噸位要求也隨之增大，此類(lèi)大噸位起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)評(píng)價(jià)起重機(jī)的性能及穩(wěn)定性有著極其重要的意義，同時(shí)起重機(jī)械的金屬結(jié)構(gòu)性能是起重機(jī)監(jiān)督檢驗(yàn)及定期檢驗(yàn)中的重要考量指標(biāo)。ANSYS作為一種功能強(qiáng)大的有限元仿真工具，已廣泛應(yīng)用于起重機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程，本研究以 某型造船門(mén)式起重機(jī)為例，詳細(xì)介紹了ANSYS軟件在其金屬結(jié)構(gòu)有限元分析中的應(yīng)用。
1 載荷計(jì)算
由GB/T3811－2008《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度按Ⅱ類(lèi)載荷組合計(jì)算，考慮自重載荷、吊重、慣性載荷、偏斜載荷、風(fēng)載荷等計(jì)算載荷。
2 計(jì)算工況
根據(jù) ME200 行造船起重機(jī)的工作特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)的主要計(jì)算工況如表所示。
3 計(jì)算模型建立
200 t造船門(mén)機(jī)結(jié)構(gòu)總圖如圖所示。整機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)均由薄板構(gòu)成，故采用板殼單元（SHELL63）建模。造船門(mén)機(jī)結(jié)構(gòu)幾何模型如圖所示。整個(gè)結(jié)構(gòu)離散成27180個(gè)板單元，生成24665個(gè)節(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)計(jì)算采用結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析、模態(tài)分析。
4 計(jì)算結(jié)果分析
工況一（小車(chē) A、B 抬吊滿載，位于主梁跨中）工況一條件下，整機(jī)最大等效應(yīng)力值為160.248 MPa，小于材料許用應(yīng)力260 MPa。該節(jié)點(diǎn)位于主梁跨中下蓋板與主腹板連接處。
工況二（小車(chē) A、B 抬吊滿載，均位于剛性支腿側(cè)）工況二條件下，整機(jī)最大等效應(yīng)力值為96.576 MPa，小于材料許用應(yīng)力260 MPa。該節(jié)點(diǎn)位于主梁靠近剛性支腿處。
工況二條件下，剛性支腿最大等效應(yīng)力值為70.05 MPa，小于材料許用應(yīng)力260 MPa。該節(jié)點(diǎn)位于主梁剛性支腿下側(cè)腹板與下橫梁連接處。此時(shí)下橫梁（連接剛性支腿）最大等效應(yīng)值為81.014 MPa，小于材料許用應(yīng)力260 MPa。該節(jié)點(diǎn)位于剛性支腿下方橫梁腹板處。
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