Расчет мостового крана в APM WinMachine
Мостовой кран
Специалистами компании НТЦ «АПМ» выполнен прочностной расчет металлоконструкции мостового крана.
Мостовой кран состоит из двух фактически независимых частей – моста и грузовой тележки. Прочностной расчет этих частей производился независимо друг от друга, причем результаты расчета реакций в опорах тележки служили исходными данными для расчета металлоконструкции моста.
Расчет выполнялся согласно требованиям:
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.
ГОСТ 1451-77* (2003) Краны грузоподъемные. Нагрузка ветровая. Нормы и метод определения.
СНиП II-23-81* Стальные конструкции.
Расчет проводился в программном продукте APM WinMachine.
Расчетная модель
Исходными данными для построения расчетных моделей грузовой тележки и моста являлись переданные заказчиком сборочные чертежи и сборочные трехмерные твердотельные модели.
Прямое использование переданной заказчиком твердотельной модели для последующего расчета не представлялось возможным. Поскольку почти все элементы конструкции сделаны из листового металла, то для получения достоверных результатов необходимо было выбрать очень маленький шаг разбиения. Расчет такой модели с помощью обычного персонального компьютера мог вызвать большие затруднения. В этой связи все элементы конструкции были смоделированы пластинчатыми конечными элементами, что позволило сократить размерность задачи с нескольких миллионов до 34 000 конечных элементов.
Результаты расчета
Одним из результатов выполнения статического расчета является карта эквивалентных напряжений (по Мизесу) моста крана при нахождении грузовой тележки в середине пролетной балки, а так же самой грузовой тележки.
После статического анализа был проведен расчет устойчивости модели конструкции мостового крана. Форма потери устойчивости позволяет определить наименее устойчивый элемент конструкции. В рассматриваемом случае наименее устойчивыми элементами являются пластины настила рабочей площадки моста, на которые не действует основная нагрузка.
Итоги выполненного проекта
Результаты расчета моста крана
Конструкция пролетных балок требует усиления в связи с высоким уровнем возникающих напряжений. Уровень напряжений в остальных частях конструкции пролетных и концевых балок моста весьма низок. Это означает, что имеются значительные резервы по совершенствованию конструкции и уменьшению ее металлоемкости. Запас устойчивости конструкции достаточен. Наименее устойчивым элементом конструкции являются пластины настила рабочей площадки, на которые не действуют основные нагрузки.
Результаты расчета тележки крана
Статическая прочность катковой балки у грузовой тележки не обеспечена, поэтому необходимо усиление зоны контакта катковой балки с корпусами подшипников или выбор иной схемы крепления подшипниковых узлов к раме тележки. Характер и величины деформаций показывают, что в процессе работы грузовой тележки не будет существенного перекоса рамы, а также полностью исключается заклинивание рамы на рельсах.
Проведенная работа показала применимость программного комплекса APM WinMachine для решения сложных задач прочностного анализа подъемно-транспортного оборудования.
