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折臂式随车起重机底座有限元分析
折臂式随车起重机底座有限元分析
摘要：本文通过有限元分析方法对折臂式随车起重机底座进行了研究，利用ANSYS软件建立了底座的有限元模型，分析了底座在不同荷载作用下的应力和应变分布情况，为优化底座的设计提供了参考。
关键词：折臂式随车起重机；底座；有限元分析；应力分布
1.引言
折臂式随车起重机是一种常见的装卸货物的设备，其底座是其重要组成部分之一。底座的设计将直接影响到起重机的稳定性和工作效能。因此，在设计折臂式随车起重机底座时需要对其进行深入的研究和分析，通过有限元分析方法可以得到底座在不同荷载情况下的应力分布情况，为优化底座的设计提供参考。
2.建模与分析
2.1建模
在建立折臂式随车起重机底座的有限元模型时，首先需要导入底座的三维CAD图纸，借助ANSYS软件进行建模。本文采用的统一有限元计算软件是AnsysWorkbench14.5。底座的模型如图1所示。
图1折臂式随车起重机底座三维模型
在转化为有限元模型前，需要对模型进行加强处理，包括加厚、边界加强等。具体的方法见步骤如下：
1)利用软件中的Geometry模块，对模型进行加厚处理，使得模型能够支持有限元分析。
2)对底座的边界进行加强处理，以增加底座的强度。
3)利用软件对底座进行网格划分，以建立网格模型。网格的密度根据底座不同部位的应力分布情况而定，需要结合实际情况进行优化设计。
2.2材料特性
底座采用碳素钢材料进行制作，对应的物理参数如下表所示：
表1底座材料性能参数
属性值
密度7850kg/m³
弹性模量200GPa
泊松比0.3
屈服强度400MPa
2.3荷载情况
在有限元分析时，需要对底座在不同荷载作用下的应力进行分析。本文采用了常见的两种荷载条件进行分析，即整体静载荷和点荷载。
2.3.1整体静载荷
整体静载荷是指底座在自身重量和载重等外力下的应力情况。在分析时，将底座全部置于地面上，按照自身重量和载重加在底座上，使压力均匀分布在模型底部的接口处。
2.3.2点荷载
点荷载是指底座在使用过程中，所受到的单个荷载的应力分布情况。在分析时，选定一个点位于模型上部，施加一个特定的荷载，并观察其在模型内部的应力分布情况。
3.结果分析与讨论
在求解结构的应力时，可以得到该结构不同位置的应力和应变分布情况。我们可以通过应力云图的形式来直观地表现底座的应力分布情况。如图2所示，是整体静载荷情况的应力云图。
图2整体静载荷情况的应力云图
从图中可以看出，底座各部位应力均匀分布。同时可以观察到，底座底部的承重接口处受到了最大的应力，因此，在设计过程中需要对接口的设计进行优化。
点荷载的情况下，应力分布如图3所示。
图3点荷载情况的应力云图
从图中可以看出，点荷载集中在模型上部的一点，与整体静载荷情况不同的是，该情况下应力分布不均匀，底部接口处的应力最大。因此，在设计时需要考虑并优化底部接口的设计。
4.结论
通过有限元分析方法，本文对折臂式随车起重机底座进行了深入的研究。通过底座的有限元模型，分析了底座在不同荷载条件下的应力和应变分布情况，发现底座底部接口处受到的荷载较大，在设计过程中需要对接口的设计进行优化。因此，在折臂式随车起重机的设计中，需要充分考虑到底座强度和稳定性，并对其进行优化设计。