手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
隨著三峽二期工程的結束，工程中用于混凝土澆筑和金屬結構安裝的纜機也要進行拆除。其中從德國進口的2臺擺塔式纜機由于塔架高度和跨度均為國內使用的纜機之最，為確保其安全拆除，需要在纜機主、副塔內側布置輔助纜風。輔助纜風由臨時地錨、轉向拉桿、塔頭拉耳、塔頭轉向桿、千斤頂及鋼絞索等組成。由于千斤頂和鋼絞索為外協供貨，這里，需要對現場制作安裝的輔助纜風用轉向拉桿、塔頭拉耳、塔頭轉向拉桿進行有限元分析和校核，以利于改進結構設計和施工提出合理化建議。
輔助纜風錨固結構(上部與擺塔連接部分)模型主要由塔頭拉耳、塔頭轉向拉桿，下吊架等組成，如圖所示。塔頭拉耳焊接在擺塔上，塔頭轉向拉桿通過下吊架與鋼絲繩連接。實體模型主要由鋼板、銷軸和焊縫等組成。在模型建立中主要的問題是焊縫的處理，要考慮焊縫的類型和焊接施工的方法。設計圖紙顯示，模型采用的是角焊縫，有些地方施焊時需要開坡口。為此我們分2個階段實施。第一階段：不考慮焊接時的坡口，直接按照角焊縫進行建模，一方面可以簡化模型，提高計算效率；另一方面，由于這樣做實際上減少了焊縫的有效焊接長度，使得計算結果偏向安全。第二階段：根據第一階段的分析結果，看是否需要進一步把模型精確化。即如果第一階段的結果在許用范圍，并有相應的安全系數，則無需進行第二階段。但是，如果第一階段結果大大超過許用值，則需要在其基礎上修改、精化模型，并作進一步計算。
建模中主要考慮主焊縫，即塔頭轉向拉桿的耳板焊縫和塔頭拉耳的焊縫。筋板的焊縫沒有進行實體建模，而是通過Boolean操作進行模擬，所有的銷軸與孔的作用通過Contact(bonded always)約束。合理的網格劃分是求解正確的重要保證，主要包括單元的選擇及網格密度的控制。在有限元建模中，單元的選擇及網格劃分應遵循以下基本原則:(1)在能夠解決問題的前提下，選擇最簡單的單元。(2)盡量不要用特殊單元，除非確信需要使用并且沒有可以替代的單元。(3)通過粗劃網格求解，來了解待求解系統的主要物理特征，然后有重點的細化網格，進一步精確求解。在這里，我們選擇了ANSYS的92號實體單元，Solid92是三維10節點四面體單元，能夠適應模型的較大形狀改變。對于網格劃分的密度，我們根據考察重點的不同，各個組件采取不同的劃分密度，主要通過全局網格邊界長度((element edge length)進行控制，對銷軸和孔的接觸部位采用了對幾何元素線的劃分段數進行控制的方法。在初次劃分時我們對整個模型網格劃分比較粗糙，這樣快速得到求解結果，通過這個初步的結果，我們得到了各個位置應力與變形的相對大小，找到分析的重點：焊縫與塔頭拉耳。設計中所用到的材料主要是Q345和45鋼，查閱相關手冊，對計算過程中整個裝置的材料特性設置如下：楊氏模量EX:2.06e5，泊松系數NUXY:0.30由于所受到的拉力非常大，2套100t的千斤頂來產生拉力，同時作用在這個裝置上(上面靠近塔頭部分)，而整個裝置的質量只有1t和200t的載荷相比很小，所以計算中沒有考慮重力作用；同時由于跨度大，忽略這兩個1Xe6N力的夾角，而采用平行加載的方式。對于作用在下吊架上的鋼絲繩拉力，對之進行空間分解，分解力集中加載，經過計算，鋼索與水平面角度成43.18°時載荷最大，在此角度下進行分解加載，分解為x、y、z3個方向，其中x，y方向的分力將以其在平面的合力進行加載：所以整個裝置(上面靠近塔頭部分)的總載荷為以上數值的2倍。將所得分解力以集中載荷加載在多個節點上。
通過第一階段建模求解數據顯示：整個裝置受載后最危險點發生在塔頭拉耳與塔架連接的位置的邊緣，該位置的應力最大值超過了所用材料Q345的最大強度值630MPa，而其他位置的應力值都在300MPa以內，這就需要進行第二階段的工作。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.hnyunhua.com，轉載請注明出處和相關鏈接！