基于ANSYS的四连杆臂架系统全幅度应力分析.pdf

随着现代工业的发展，门座式起重机在物流和建筑等领域中发挥着至关重要的作用。然而，起重机的安全性与可靠性直接关系到作业的效率与人员的生命财产安全，因此对其关键结构——四连杆臂架系统进行精确的应力分析，以确保结构的强度和稳定性至关重要。本文将基于ANSYS软件，探讨四连杆臂架系统全幅度应力分析的技术实现。 文章伊始，首先介绍了四连杆臂架系统的基本组成，包含臂架、象鼻梁和大拉杆等关键构件。这些构件通常是通过Shell63单元进行有限元建模，该单元适用于模拟薄壳结构，并能精确计算结构在复杂受力情况下的局部应力，这对于确保四连杆臂架系统的可靠性至关重要。 在建模阶段，研究者需对材料属性、单元属性进行准确赋值，并通过网格划分生成用于装配的*.cdb文件。网格划分的密度将直接影响计算精度和运算时间，因此需要精心选择以达到最佳平衡。 文章接着详述了利用ANSYS环境下APDL（参数化命令语言）编写宏程序的自动化装配过程。通过构建坐标系、计算参数以及利用APDL语言求解几何数据，实现了快速而准确的模型装配。臂架、象鼻梁和大拉杆的装配顺序和方法被清晰地定义，大大减少了手工装配可能出现的错误和遗漏。 在详细阐述了装配过程后，文章进入了关键环节——约束、耦合和载荷施加的讨论。文章指出，为了模拟臂架系统在实际工作中的受力情况，臂架与大拉杆的铰点需被完全约束，并且齿条一端固定，另一端与臂架耦合，象鼻梁与大拉杆、臂架之间也需在特定自由度上进行耦合。载荷的施加包括起升载荷、滑轮组重力及重力加速度，这些载荷通过计算和坐标选择的方式准确地施加在相应节点上。 文章最后论述了如何通过APDL宏定义加速运算，并自动提取仿真输出参数和结果。通过宏程序，研究者可以绘制出各构件的应力-幅度变化曲线，全面分析在不同工作幅度下的受力情况。运算结果显示，该自动化分析方法平均每个幅度分析仅需4.2秒，大大提高了效率。通过这种高效分析，可以有效识别出受力危险的幅度，从而为设计优化提供了有力依据。 总结而言，本文提出了利用ANSYS和APDL进行四连杆臂架系统应力分析的新方法。该方法有效解决了传统手工分析所面临的繁琐和高错误率问题，显著提升了分析的效率和准确性。这种方法不仅适用于MQ2535门机，还为其他类似系统提供了自动化分析的参考，具有重要的工程应用价值和广泛的适用前景。