履帶式起重機的中間體有限元分析
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1.中間體結構
履帶式起重機的中間體為重要承載結構，其金屬結構主體由Q345D鋼板焊接而成的廂式結構。中間體與履帶架採用插入式連接，即中間體4個支腿分別插入左、右履帶架的4個矩形插孔中。為便於運輸，履帶架支腿可通過銷軸、頂塊與加長梁連接後增加工作長度，以適應較大的履帶中心距。中間體上部的連接法蘭盤與迴轉軸承相聯，迴轉台所承受的載荷經迴轉軸承傳遞給法蘭盤，作用在中間體上。如圖1所示。
圖1 中間體結構
2.有限元模型
建立有限元分析模型時，對實際結構進行了簡化，略去對整體結構強度和剛度影響很小的細微結構及非承載結構。從履帶架的支承作用來看，當兩履帶架間距最大時，中間體的強度最危險，因而分析時取履帶架處於最大間距位置，並將履帶架支承看成剛性約束。忽略對整體結構強度影響很小的結構孔的影響。採用板殼單元離散，建立的有限元分析模型如圖2所示。
圖2 中間體有限元模型
作用在中間體的載荷除結構及其他附件自重和中間體配重外，主要來自於上部通過迴轉支承傳遞過來的載荷。其整體作用可等效為一個彎矩與一個軸向力。
由於迴轉台可相對中間體迴轉，等效彎矩的作用方向不定，分析時以變幅平面與履帶架間的夾角計，選取、45和90度三個典型位置。從履帶架對中間體的支承作用來看，當履帶中心距最大時，結構受力狀態最為惡劣，分析時考慮此種情況。
3.計算結果
三種工況下下，中間體結構Mises等效計算應力分布情況如圖3～8所示。由圖可見，中間體結構整體上應力較小，分布範圍較大的應力一般低於150MPa，遠小於Q345D鋼板的基本許用應力（271MPa）。
圖3 0度時中間體Mises等效應力分布雲圖（正面）
圖4 0度時中間體Mises等效應力分布雲圖（反面）
圖5 45度時中間體Mises等效應力分布雲圖（正面）
圖6 45度時中間體Mises等效應力分布雲圖（反面）
圖790度時中間體Mises等效應力分布雲圖（正面）
圖890度時中間體Mises等效應力分布雲圖（反面）
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