起重机桁架结构的受力分析
摘要：本文利用ansys14.5平台研究货物起重机的受力情况，通过对起重机架
的建模和求解，进一步熟悉了ansys的分析过程，并求出了起重机架的变形，位移和应力等方面的力学量，为起重机架结构和材料的改进提供了依据。
1 引言
如下图所示的货物起重机，由两个桁架结构组成，它们通过交叉支撑结合在一起。每个桁架结构的两个主要构件是箱型钢架。每个桁架结构通过内部支撑来加固，内部支承焊接在方框钢架上。连接两个桁架的交叉支承销接在桁架结构上。所有构件材料都是中强度钢，EX=200E9Pa，EY=300E9Pa，μ=0.25，G=80E9。它在端部承受10KN沿Y轴负方向的载荷时，用有限元软件求出最大受力点及应力和位移情况。
内部支承及交叉支承梁截面 桁架结构主要构件梁截面
2 计算模型
2.1 设置工作环境
启动Mechanical APDL Product Launcher 14.5，弹出Mechanical APDL Product Launcher 14.5窗口。设置参数、工作目录、工作名称，单击Run进入ANSYS 14.5 GUI界面。在主菜单元中选择Preferences命令，选择分析类型为Structural，单击OK按钮，完成分析环境设置，如图2.1所示。
图2.1
2.2 定义单元与材料属性
在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Element Type> Add/Edit/Delete命令，弹出图2.2所示的Element Type对话框，选择单元类型为LINK180，单击OK按钮。
图2.2
在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models命令，弹出图2.3所示的Define Material Model Behavior对话框，选择材料模型为结构、线性、弹性、各向异性，然后输入EX=2E11，EY=3E11，PRXY=0.25，GXY=8E10，输入密度7800，单击OK按钮完成。
图2.3
下面定义截面特性，在GUI中选择Main Menu→Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete命令，弹出Real Constants对话框，单击Add按钮选择LINK180，输入实常号1，截面积0.0014，单击Apply按钮，设置常数编号2，截面积0.0011，单击OK按钮完成，此时Real Constants对话框中列出了已定义的两个不同的实常数，完成单元及材料属性的定义，如图2.4和图2.5所示。
图2.4 图2.5 2.3 建立有限元模型
在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Nodes>In Active CS命令，弹出Create Nodes in Active Coordinate System对话框。输入第一个节点号11以及节点11的坐标，单击Apply按钮，继续输入节点号及坐标，直至完成所有的节点号和坐标，直至完成表2-1所示的所有节点，结果如图2.6所示。
节点号 11 12 13 14 15 16 17 18 21 22 23
X 0 2 4 6 8 16/3 8/3 0 0 2 4 Y 0 3/8 6/8 9/8 12/8 8/6 7/6 1 0 3/8 6/8 Z 1 0.1+0.9/4*3 0.1+0.9/4*2 0.1+0.9/4*4 0.1 0.4 0.7 1 -1 -(0.1+0.9/4*3) -(0.1+0.9/4*2)
24 25 26 27 28 6 8 16/3 8/3 0 表2-1
9/8 12/8 8/6 7/6 1 -(0.1+0.9/4) -0.1 -0.4 -0.7 -1
图2.6
在GUI界面中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elem Ents>Elem Attributes命令，弹出如图2.7所示的Element Attributes对话框。设置参数如图所示，单击OK按钮完成，在GUI界面选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Auto Numbered>Thru Nodes命令，弹出所示对话框，将工作区中的11号节点与12号节点连接，单击Apply按钮，生成单元，继续如下表2-2所示连接，生成结果如图所示。
节点1 11 12 13 14 15 16 17
节点2 12 13 14 15 16 17 18
ansys有限元受力分析(DOC)
