[发明专利]适用于起重机小车应力及变形建模分析方法

权利要求书

1.适用于起重机小车应力及变形建模分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

小车建模步骤，通过三维软件对低矮型小车进行结构建模，将小车包括电动机、减速器、制动器在内的动力传动部件以重心位置简化为质量点；以每个结构部件的每个面实际厚度中性层作为其对应的建模面，将小车包括定滑轮梁、行走梁、卷筒在内的结构部件进行三维建模，以无厚度的面构成每个部件的面板模型；

数据写入步骤，将经过小车建模步骤建立的模型导入有限元软件中，通过有限元软件对模型中每个结构部件的每个面对应的板体厚度进行定义，板体厚度根据各部位实际尺寸确定；然后通过有限元软件对模型进行网格划分；通过有限元软件中对模型进行载荷加载，在模型的结构部件位置根据各部位实际载荷值进行载荷施加，同时在动力传动部件的位置建立质量点，各质量点与实际部件的安装位置以约束方程结合为一体，将质量点与计算结构连接为一体；

计算分析步骤，通过有限元软件在模型的卷筒筒体表面上绳槽区域施加表面压力，压力方向由表面指向卷筒筒体的圆心轴，并通过有限元软件在模型的定滑轮梁上安装滑轮的位置或者按照实际载荷值与实际载荷方向施加压力；以及通过有限元软件对整个模型施加重力加速度；然后在模型的行走梁上对应安装车轮的位置建立远程点，并对远程点各个方向的自由度进行约束或释放，以模拟小车在行走过程中的实际情况；采用有限元软件对模型执行计算，通过计算结果云图查看整体结构或者各子部件的应力及变形分布情况；所述计算分析步骤中，在模型的行走梁上对应安装车轮的位置建立远程点，对远程点各个方向的自由度进行约束或释放，实现整个模型约束施加，具体的，假设沿模型在起重设备上的行走方向为x轴，垂直于起重小车行走方向为y轴，垂直于小车行走平面方向或者载荷加载方向的竖直方向为z轴，则可以按照下面方式对行走梁安装车轮位置的四个远程点设置自由度：对两个行走梁上的四个远程点均限制沿z轴方向的移动自由度、对其中一侧行走梁上的两个远程点均限制沿y轴方向的自由度，另一侧行走梁则释放沿y轴方向的移动自由度、对两侧行走梁上对应位置的两个远程点限制沿x轴方向的移动自由度，另外两个远程点释放沿x轴方向的移动自由度。

2.如权利要求1所述的适用于起重机小车应力及变形建模分析方法，其特征在于：所述数据写入步骤中，通过有限元软件，采用手动定义单元尺寸或者软件自动定义尺寸对模型进行网格划分，将模型中定滑轮梁中间部分、模型的行走梁与定滑轮梁的接触部分、模型的行走梁中间部分、以及卷筒与行走梁连接部分的网格进行细化。

3.如权利要求1所述的适用于起重机小车应力及变形建模分析方法，其特征在于：所述手动定义单元尺寸，根据结构自身特点及计算精度要求，可定义的单元尺寸为5mm或10mm。

4.如权利要求1、2或3所述的适用于起重机小车应力及变形建模分析方法，其特征在于：所述各质量点与实际部件的安装位置以约束方程结合为一体，以约束方程结合为一体即将所述模型的各部件通过约束方程模拟接触结合为一体，具体的，是将模型中对应实际相接触的两个部件的实际接触面设置局部坐标系，使接触面相互平行，设平面内坐标系平面的法向为轴，两个接触面间的沿轴向移动、绕轴转动、绕轴转动自由度均被限制，沿轴向移动、轴向移动、绕轴转动自由度被释放。

5.如权利要求1所述的适用于起重机小车应力及变形建模分析方法，其特征在于：所述计算分析步骤中，在模型的卷筒筒体表面上绳槽区域施加表面压力的值按照起重小车钢丝绳的实际拉力计算确定批p=2s/Dt，式中p为表面压力，S为钢丝绳拉力，t为绳槽节距，D为筒体上绳槽底部直径。

6.如权利要求1或5所述的适用于起重机小车应力及变形建模分析方法，其特征在于：所述计算分析步骤中，施加重力加速度的值为9850mm/s²。