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1、 挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振上海振华华重工股份有限公司重工股份有限公司挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工1内容列表内容列表1. 材料说明材料说明.2 2. Ansys 模型介绍模型介绍.3 3. 挂舱力定义挂舱力定义.4 4. Ansys 模型建立模型建立.5 5. 应力分析应力分析.6 6. 变形分析变形分析.12 7. 附页附页.16挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工21. 材料说明材料说明 1.1 材料以及允许应力材料以及允许应力主材料允许应力：:表 1.1. 材料以及许用应力材料厚度(mm
2、)y (N/mm2)许用应力(N/mm2)Q235235235/nt16345345/n Q345 16t40325325/n注: n： 安全系数，数值按照1.2表y：屈服应力 s：许用应力1.2 安全系数安全系数n 取 1.1 对于 Q235, = 213 MPa 对于 Q345 = 313 MPa （厚度 t16） = 295 MPa （厚度 16t40）挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工32. Ansys 模型介绍模型介绍多功能油缸/挂舱的应力以及变形分析计算是建立在 ANSYS 板单元分析上的，对现有 I 型挂舱进行分析挂舱/多功能油缸结构示意图见插图.
3、 2.1.2.1定义方向定义方向:X 平行大车轨道方向Y 垂直大车轨道方向（海陆侧方向）Z 竖直方向插图. 2.1 挂舱/多功能油缸示意俯视图2.2 模型约束模型约束挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工4对面 A15 和 A245 进行全方向约束3. 挂舱力定义挂舱力定义3.1 挂舱力大小挂舱力大小根据 I 型多功能油缸机构挂舱力设定：单根起升钢丝绳上 27 吨 挂舱冲击系数 1.5（内部数据，不可外传） 单根钢丝绳 Fsnag=27*9.8*1.5=397KN 钢丝绳偏角 =2.5 摇架滑轮中心距离摇架挂点 L=3550mm 摇架上受到侧弯力大小 F=Fsnag
4、*tan2.5=17.3KN 施加到主支架上弯矩大小 M=Fsnag*tan2.5*L=6.1x107 N.mm3.2 挂舱力在挂舱力在 ANSYS 上的加载上的加载作用在摇架滑轮轴处的压力 P1=Fsnag =397KN作用在摇架油缸连接轴处的压力 P2=Fsnag*1.4=555.8KN,由于该力和水平存在角度 10 度,因此加载的力分为P2x=P2*COS10=547.4KN,P2y=P2*SIN10=96.5KN 挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工54Ansys 模型建立模型建立4.1 计算模型图计算模型图4.2 模型描述模型描述在建立模型过程中，我们使
5、用了 ANSYS 的 SHELL63 和 BEAM189 两种模型4 4. .3 3 模模型型特特性性弹性模量:;112.07 10EPa泊松比:0.34 4. .4 4 A An ns sy ys s 建建模模关关键键点点的的坐坐标标见见附附页页 a a4 4. .5 5 A An ns sy ys s 建建模模面面的的坐坐标标以以及及实实常常数数定定义义见见附附页页 b b挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工65. 应力分析应力分析 5.1 分析应力位置分析应力位置位置1：支架头部件17圆钢与件43三角板处位置2：支架件2方钢管与头部节点板件18处位置3：支架
6、件2方钢管与底部节点板件13处位置4：件8，9，21组成的工字钢形式与联系梁处位置 5：摇架安装滑轮轴处位置 6：摇架翼缘板处位置 7：插入应急轴后，摇架应急孔附近翼缘板5.2 应力分析与结论应力分析与结论编号实际最大应力（未考虑应力集中处） cp (MPa) 许用应力( MPa)比例cp/ 检查备注1166.4235/1.1=21378%OK!件17圆钢与件43三角板见插图5.2 2205.5345/1.1=31366%OK!件 2 方钢管与节点 板件 18 见插图 5.33141.6345/1.1=31345%OK!件 2 方钢管与件 13 节点板 见插图 5.54317345/1.1=3
7、13101%建议加大圆弧，改善局部应力件 8 件 9 件 21 组成 的工字钢形式与联 系梁 见插图 5.65293.6345/1.1=31394%OK!摇架安装滑轮轴处 见插图 5.76304.2345/1.1=31397%OK!摇架翼缘板处 见插图 5.87215.5345/1.1=31369%OK!插入应急轴后 见插图 5.9结论结论:1. 所有列出的检查应力的位置，除编号所有列出的检查应力的位置，除编号 4 处建议加大圆弧，改善局部应力，余处建议加大圆弧，改善局部应力，余挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工7下实际应力均小于许用应力值下实际应力均小于许用应
8、力值.插图 5.1（集中应力处）挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工8插图 5.2(非集中应力处)插图 5.3挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工9插图 5.4（应力集中处，图纸上已开减应孔）插图 5.5（非应力集中处）挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工10插图 5.6插图 5.7插图 5.8挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工11插图 5.9挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工12插图 5.10 （此处图纸上加大过渡圆弧改善）挂舱挂舱/多功能
9、油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工136. 变形分析变形分析6.1 摇架综合变形情况：摇架综合变形情况：摇架底部变形 42mm(X,Y,Z 三个方向合成)摇架摇架 X 轴（平行大车轨道方向）方向变形情况：轴（平行大车轨道方向）方向变形情况：底部变形最大值：-37.6mm 和 37.9mm挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工14摇架摇架 Y 轴（垂直大车轨道方向）方向变形情况：轴（垂直大车轨道方向）方向变形情况：底部变形最大值：-1.1m 摇架连接油缸处 2mm摇架摇架 Z 轴（垂直地面方向）方向变形情况：轴（垂直地面方向）方向变形情况：摇架尾部-1
10、8mm, 头部 12.5mm挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工156.2 主支架综合变形情况：主支架综合变形情况：主支架尾部变形 6mm，头部 13mm (X,Y,Z 三个方向合成)主支架主支架 X 轴（平行大车轨道方向）方向变形情况：轴（平行大车轨道方向）方向变形情况：支架整体变形小，在 1mm 以下。挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工16主支架主支架 Y 轴（垂直大车轨道方向）方向变形情况：轴（垂直大车轨道方向）方向变形情况：主支架尾部变形-8mm,头部变形-5.3mm主支架主支架 Z 轴（垂直地面方向）方向变形情况：轴（垂直
11、地面方向）方向变形情况：主支架头部 12mm挂舱挂舱/多功能油缸机构计算报告多功能油缸机构计算报告上海振华重工177. 附页附页附页附页a，关键点坐标值，关键点坐标值NO. X, Y, Z 1 000.0000 000.0000 000.0000 2 000.0000 1000.000 1626.000 3 -110.0000 000.0000 000.0000 4 -110.0000 000.0000 462.0000 5 110.0000 000.0000 462.0000 6 110.0000 620.0000 2604.000 7 -110.0000 620.0000 2604.000
12、 8 000.0000 652.0000 -204.0000 9 000.0000 624.0000 1560.000 10 000.0000 902.0000 2523.000 11 000.0000 000.0000 462.0000 12 000.0000 619.0000 2604.000 13 000.0000 893.0000 -8.000000 14 000.0000 881.0000 14.00000 15 -110.0000 624.0000 1560.000 16 110.0000 624.0000 1560.000 17 110.0000 902.0000 2523.000 18 -110.0000 902.0000 2523.000 19 513.0000 000.0000 00 0.0000 20 703.0000 000.0000 000.0000 NO. X, Y, Z 21 703
