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现代机械工程基础实验2(机设)

精彩文档——ANSYS专题

题 目： 起重臂设计 _____

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院 （部）： ____机电工程学院 专 业： ____机械工程及自动化 班 级： ____机械091 姓 名： ____梅 林 学 号： ____2009071093 指导教师： ____周海涛 沈孝芹 完成日期： _____2012-12-21

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一、 实验目的：

综合训练和培养学生利用有限元技术进行机械系统分析和设计的能力，独立解决本专业方向实际问题的能力；进一步提高学生创新设计、动手操作能力，为将来所从事的机械设计打下坚实的基础。

二、实验环境

1.硬件：方正计算机1台 2.软件：CAE软件ANSYS

三、实验内容（任务及要求）：

任务：主要训练学生对机械结构问题分析规划的能力，能正确利用有限元分析软件ANSYS建立结构的有限元模型，合理定义单元、分析系统约束环境，正确加载求解，能够提取系统分析结果。通过实验分析使学生了解和掌握有限元技术辅助机械系统设计和分析的特点，推动学生进行创新设计。

本组数据： 数据项 a(m) P(N) 左端集度(N/m) 右端集度q0(N/m) 弹性模量(GPa) 帕松比 截面积 抗弯惯性矩 截面高度 学生2 0.6 250 0 650 207 0.3 0.001 0.020833 0.05 要求：本实验要求学生以高度的责任感，严肃认真、一丝不苟的态度进行设计，充分发挥主观能动性，树立正确的设计思想和良好的工作作风，严禁抄袭和投机取巧。同时，按以下要求进行设计：

1、按照国家标淮和设计规范进行设计：塔式起重机设计规范 GB/T 13752-92；起重机设计规范GB/T3811-2008；钢结构设计规范GB 50017-2003；塔式起重机安全规程GB 5144-2006。 2、进行塔式起重机起重臂的设计，额定起重力矩为630 kN?m、800 kN?m、1000 kN?m、1250 kN?m分别进行最大幅度为40m、45m、50m、55m、60m的起重臂的设计、计算。

3、综合运用学过的力学知识和有限元理论，设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数，构造

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起重臂的有限元模型，选择合适的单元，施加合适的载荷和边界条件，对结构进行静力分析，提取结果，进行强度和刚度校核，撰写实验报告并总结。

四、实验步骤：

（一）问题分析

设计起重臂的结构及主肢和腹杆的参数，构造起重臂的有限元模型，选择合适的单元，施加合适的载荷和边界条件，对结构进行静力分析，提取结果，进行强度和刚度校核。

模型简化如下图所示

(二)实验过程：

1、单元分析（说明单元选择依据）、材料分析

根据塔式起重机选择Q345钢，弹性模量为2.07e11，泊松比0.3，密度7850kg/m3，臂架BEAM188，拉杆LINK10.下弦杆方钢100*100*12，上弦圆钢25*50，缀条50*50*4. 拉杆LINK10选择截面1840e-6。根据起重臂的总长30m,分为6m一个单元。

（1）拾取菜单 Main Menu –Preprocessor--Element Type --Add/Edit/Delete。弹出所示的对话框，单击“Add”按钮；弹出对话框，，选择beam188，apply，选择则LINK10，ok，点close关闭。

（2）拾取菜单 Main Menu—Preprocessor--Material Props--Material Models。弹出的对话框，在右侧列表中依次双击“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”,

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