基于ANSYS的集装箱龙门起重机门框结构分析

高军武

摘 要：龙门式起重机主体结构比较规则，特别是其主梁结构，采用手工计算方法往往已经能得到比较全面的、较正确的结果，但对于某些位置的应力集中情况无法反应。同时，设置有拉杆结构的龙门起重机，由于其拉杆结构的存在，主梁已经成为超静定的机构，手工计算已经无法反應实际的应力、应变等，因此采用ANSYS有限元分析是很有必要的一个步骤。

关键词：ANSYS；有限元；超静定

集装箱龙门起重机作为一种结构受力较明确的机型，手工计算往往已经能达到比较好的精度要求，但对于大跨度、大外伸距的龙门吊，往往设置拉杆，主梁因此成为超静定结构，在这种情况下，手工计算之外，有必要利用有限元软件对结构进行分析，并依据计算结果对龙门起重机门框结构的强度、刚度、稳定性进行判断，在满足使用条件、规范要求的前提下确定尽量优化的结构尺寸。

当小车位于悬臂最远端时，整个结构的最大应力为178MPa，且只位于局部一点，远小于Q345B的许用应力；主梁悬臂端的下绕度为27.577mm，规范要求对于集装箱龙门起重机，其悬臂端的下绕不得大于跨距的1/350，即28.6mm，有限元分析结果也小于规范要求。因此小车位于悬臂端时，结构满足使用及规范要求。

综合以上分析结果可知，确定的截面尺寸能满足使用及规范要求。同时也可以从本次分析结果中看到，对于大外伸距的龙门吊，采用Q345B这种高强度钢材时，为了满足结构刚度的要求，强度往往具有较大的余量。在结构整体分析时，采用有限元分析软件，可以知道很多手算时无法计算的局部大应力区域，对于整体结构的把握有很大的帮助。