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基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

  • 发布时间:2020-07-27 11:26
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 作者:米成宏
  • 访问量:

【概要描述】针对某款动臂塔机内爬外挂结构形式分别采用creo和ANSYS两种软件建模加载进行分析,通过结果分析研究,得出两种软件对该类型结构分析的差异,从而指导设计分析人员更高效更精准的进行结构设计。

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

【概要描述】针对某款动臂塔机内爬外挂结构形式分别采用creo和ANSYS两种软件建模加载进行分析,通过结果分析研究,得出两种软件对该类型结构分析的差异,从而指导设计分析人员更高效更精准的进行结构设计。

  • 分类:工程技术
  • 作者:米成宏
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 发布时间:2020-07-27 11:26
  • 访问量:
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  摘要:针对某款动臂塔机内爬外挂结构形式分别采用creo和ANSYS两种软件建模加载进行分析,通过结果分析研究,得出两种软件对该类型结构分析的差异,从而指导设计分析人员更高效更精准的进行结构设计。

  关键词:动臂塔机;内爬外挂;结构分析;技术研究

  1.说明

  Creo Parametric是PTC新推出的3D参数化建模系统,它是在Pro/ENGINEER的基础上做了优化和新功能增加,Creo为Pro/ENGINEER5.0之后的新版本。

  Creo Parametric在simulate环境下采用的是几何单元分析(GEA),几何单元分析采用一种称为“P-element”的单元,这种单元的边界形函数为高次多项式,最高阶数可以达到9次,因此使用P单元(P-element)可以很容易的使单元直接附着在复杂的几何边界上,因此可以精确地模拟模型几何,而且只需要很少的单元就能模拟出复杂的边界,大大减少了单元的数量。

  ANSYS12.1经典环境下采用的是有限单元分析(FEA),通常都是低阶单元,即通过增加单元数量来提高结果精度。

  所以一般来说,在CREO中分析模型往往表现的“柔软”一些,在位移结果上一般都会比ANSYS中的计算结果大些。

  2.动臂塔机内爬外挂结构CREO分析

  2.1. 在creo3.0m020 中的几何模型

  几何模型如图2-1 所示。

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图2-1 几何模型

  2.2. 在creo3.0m020 simulate环境下的模型说明

  在simulate 环境下的模型如图2-2 所示。

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图2-2 simulate 环境下的模型

  为了能够顺利进行分析计算,我们对模型要做如下处理:

  (1)定义材料;

  (2)理想化:为了减少计算模型单元数量,将部分标准节用梁简化;

  (3)定义连接:载荷施加位置为回转支座下中心点即塔身上中心点,做出载荷点(APNT0),将该点与塔身主弦杆四点(APNT1、APNT2、APNT3、APNT4)做受力连接以传递载荷,梁简化标准节和实体简化标准节之间采用受力连接进行模拟,同样在梁简化标准节和实体简化顶升节之间也采用受力连接。模型中有很多地方为销轴连接,故在销轴和耳板连接处做接触处理,并且耳板和周围相邻的两块板之间也做接触处理,外挂围框和实体标准节之间采用接触处理,同样外挂围框和顶升节之间也采用接触处理。

  (4)施加载荷和约束:在simulate环境下施加的自重载荷,即在选定坐标系下施加重力载荷。在simulate环境下施加的外部载荷,即在点APNT0 处施加FX、FY、FZ、MX、MY和MZ大小如表 2-1 所示。动臂塔机外挂在simulate环境下施加的约束,即墙体的侧面和下面全约束。

表2-1 外部载荷施加表

名称

类型

FX

实数

-147.69

FY

实数

-1296945

FZ

实数

-2328.37

MX

实数

116339625.91

MY

实数

-44753756.51

MZ

实数

1470537168.49

  2.3. 模型分析结果

  位移结果如图 2-3 所示,最大位移29.8mm。为了看清楚位移结果,此时的位移结果图片的变形放大倍数是100。

  应力结果(视图显示的阈值为0-50,单位:MPa)如图 2-4 所示。主弦杆最大复合应力为51MPa。

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图2-3 位移结果图

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图2-4 应力结果图

  3.动臂塔机内爬外挂结构ANSYS12.1 分析

  3.1. 在ANSYS12.1 中的几何模型

  几何模型如图3-1 所示。

  3.2. 在ANSYS12.1 中的计算说明

  计算模型如图3-2 所示。

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图3-1 几何模型图

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图3-2 计算模型

  为了能够顺利进行分析计算,我们对模型要做如下处理:

  (1)定义塔身和围框之间的连接耦合处理;

  (2)施加载荷和约束;

  (3)其他类似cero处理。

  3.3. 模型分析结果

  位移结果如图3-3所示,最大位移28mm。

  为了看清楚位移结果,此时的位移结果图片的放大倍数是100。

  应力结果如图3-4所示, (视图显示的阈值为0-50,单位:MPa)。最大复合应力45MPa。

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图3-3 位移结果图

基于creo和ANSYS的动臂塔机内爬外挂结构分析研究

图3-4 应力结果图

  4. CREO 和ANSYS 分析后的主要部位的结果对比

表4-1 模型分析对比结果表

对比项

CREO 详细模型接触分析结果

ANSYS 简化模型线性结果

塔身最大位移 mm

29

28

主弦杆轴向应力MPa

-39

-41

主弦杆复合应力 MPa

51

45

底层撑杆应力 MPa

-58

-58

支撑主梁弯曲应力 MPa

45

34

支撑主梁局部应力 MPa

100 以上

  5. 结论

  1)ansys简化模型的结果正确反应了结构的位移和主弦杆应力。

  2)ansys简化模型没有体现底层支撑的局部结构,故底层支撑梁附近应力仅供参考。

  3)设计人员在进行动臂塔机内爬外挂结构分析时可根据重点关注的结构部位和需要控制的精确程度以及自身对软件的熟练程度合理选择软件。

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2022-04-27
关于第十六届 BICES 延期至 2022 年 7 月 6 日至 9 日举办的通知
关于第十六届 BICES 延期至 2022 年 7 月 6 日至 9 日举办的通知
将第十六届中国国际工程机械、建材机械及矿山机械展览与技术交流会(BICES)由原定5月延期至2022年7月6日至9日举办,展出地点国家会展中心(天津)不变。  
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将第十六届中国国际工程机械、建材机械及矿山机械展览与技术交流会(BICES)由原定5月延期至2022年7月6日至9日举办,展出地点国家会展中心(天津)不变。  
2022-04-20
净利润逆市增长超50%!徐工机械年报再创历史新高!
净利润逆市增长超50%!徐工机械年报再创历史新高!
2021年,工程机械景气度有所下降,但徐工机械(000425.SZ)却交出了一份高于行业平均增速水平的高质量发展答卷,工程机械龙头本色进一步凸显。徐工机械2021年报亮点频现,在收入与净利润、现金流、国际化、研发投入等方面尤其明显。  
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2021年,工程机械景气度有所下降,但徐工机械(000425.SZ)却交出了一份高于行业平均增速水平的高质量发展答卷,工程机械龙头本色进一步凸显。徐工机械2021年报亮点频现,在收入与净利润、现金流、国际化、研发投入等方面尤其明显。  
2022-04-19
先进制造智慧智能!中联重科入选2021中国智能制造50强
先进制造智慧智能!中联重科入选2021中国智能制造50强
近日,中国科学院《互联网周刊》、eNet研究院、德本咨询联合发布2021中国智能制造50强排行榜。其中,中联重科凭借“工程机械先进制造智慧智能”成功入选。
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近日,中国科学院《互联网周刊》、eNet研究院、德本咨询联合发布2021中国智能制造50强排行榜。其中,中联重科凭借“工程机械先进制造智慧智能”成功入选。
2022-04-13
卡特彼勒将与世界最大金矿公司携手打造零排放、自动化矿场
卡特彼勒将与世界最大金矿公司携手打造零排放、自动化矿场
在近100年的发展历程中,卡特彼勒始终与客户携手共进,致力于实现“建设更加美好的世界”的目标。去年11月,卡特彼勒与世界上最大的金矿公司纽蒙特矿业公司(NewmontCorporation)达成了一项协议,将向其交付互联、自动化、零碳排放的端对端采矿系统,携手打造更加安全、生产效率更高的矿场,以助力纽蒙特公司实现其到2030年将温室气体减排30%以上的目标。纽蒙特公司在2020年宣布了一项目标,即
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在近100年的发展历程中,卡特彼勒始终与客户携手共进,致力于实现“建设更加美好的世界”的目标。去年11月,卡特彼勒与世界上最大的金矿公司纽蒙特矿业公司(NewmontCorporation)达成了一项协议,将向其交付互联、自动化、零碳排放的端对端采矿系统,携手打造更加安全、生产效率更高的矿场,以助力纽蒙特公司实现其到2030年将温室气体减排30%以上的目标。纽蒙特公司在2020年宣布了一项目标,即
2022-04-12
大幅复苏!利勃海尔2021年全年度报告重磅发布
大幅复苏!利勃海尔2021年全年度报告重磅发布
利勃海尔集团2021年实现销售额116.39亿欧元,与上一年相比,同比增长12.6%,增加收入12.98亿欧元,十分接近2019年的历史纪录。  
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利勃海尔集团2021年实现销售额116.39亿欧元,与上一年相比,同比增长12.6%,增加收入12.98亿欧元,十分接近2019年的历史纪录。  
2022-04-11
中国盾构首次出口葡萄牙!中铁装备造!
中国盾构首次出口葡萄牙!中铁装备造!
4月6日,一场跨越万里的“云验收”在天津公司如约举行,中铁装备制造的土压平衡盾构机顺利通过客户验收,设备将应用于葡萄牙首都里斯本排水隧道项目,这是中国盾构机首次走进葡萄牙,也为中铁装备走向海外、服务全球增添了新的版图。 
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4月6日,一场跨越万里的“云验收”在天津公司如约举行,中铁装备制造的土压平衡盾构机顺利通过客户验收,设备将应用于葡萄牙首都里斯本排水隧道项目,这是中国盾构机首次走进葡萄牙,也为中铁装备走向海外、服务全球增添了新的版图。 
2022-04-07
铁建重工2021年铁建重工实现营收95.17亿元,同比增长25.05%
铁建重工2021年铁建重工实现营收95.17亿元,同比增长25.05%
3月30日,铁建重工(688425)披露科创板上市以来首份年报。报告期内,铁建重工实现营业收入95.17亿元,同比增长25.05%;实现净利润17.35亿元,同比增长10.74%。同时,铁建重工拟向全体股东每10股派发现金红利0.98元(含税),合计拟派发现金红利5.23亿元(含税),占公司2021年合并报表归属于上市公司股东净利润的30.12%。亮眼成绩单的背后,是铁建重工高精尖的研发实力,以及
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3月30日,铁建重工(688425)披露科创板上市以来首份年报。报告期内,铁建重工实现营业收入95.17亿元,同比增长25.05%;实现净利润17.35亿元,同比增长10.74%。同时,铁建重工拟向全体股东每10股派发现金红利0.98元(含税),合计拟派发现金红利5.23亿元(含税),占公司2021年合并报表归属于上市公司股东净利润的30.12%。亮眼成绩单的背后,是铁建重工高精尖的研发实力,以及
2022-04-01
柳工2021年实现营收约287.01亿元 同比增长10.48%
柳工2021年实现营收约287.01亿元 同比增长10.48%
柳工3月30日晚间发布年度业绩报告称,2021年营业收入约287.01亿元,同比增加10.48%;归属于上市公司股东的净利润约9.95亿元,同比减少30.9%;基本每股收益0.51元,同比减少31.08%。拟每10股派发现金红利1.6元(含税)、不送红股、不转增。
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柳工3月30日晚间发布年度业绩报告称,2021年营业收入约287.01亿元,同比增加10.48%;归属于上市公司股东的净利润约9.95亿元,同比减少30.9%;基本每股收益0.51元,同比减少31.08%。拟每10股派发现金红利1.6元(含税)、不送红股、不转增。
2022-04-01
中联重科2021年营收超671亿,新兴板块增长动能十足
中联重科2021年营收超671亿,新兴板块增长动能十足
3月30日,中联重科发布2021年年度业绩报告。报告期内,公司实现营业收入671.31亿元,同比增长3.11%。在全球疫情反复、行业多重承压的背景下,报告期内,公司深耕主业,发力新兴板块,营收逆势增长,实现了高质量发展。  
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3月30日,中联重科发布2021年年度业绩报告。报告期内,公司实现营业收入671.31亿元,同比增长3.11%。在全球疫情反复、行业多重承压的背景下,报告期内,公司深耕主业,发力新兴板块,营收逆势增长,实现了高质量发展。  
2022-03-31

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