基于Solidworks的桥式起重机主梁有限元分析
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基于Solidworks的桥式起重机主梁有限元分析
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｐ ｏ ｒ ｔ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｓ ｇ ｉ ｒ ｄ ｅ ｒ
桥 式起 重机 的大 梁横 跨 于跨 间 内一定 高度 的
专 用轨 道上 ，可沿着 轨 道在跨 问的纵 向移 动 。在 大 梁上 布置 有起 升装 置 ，大 多数 起升 装置 采用 起
・２０ ・
港 口科 技 ・ 信 息化 技 术 生人 身和 设 备事 故 。所 以主 梁变 形 与设备 安 全密 切 相 关 ，应 引起 设备 管 理人 员 ，有关 领 导及 天车 、
理 由在 于它 能够 彻 底地 克服 自由建模 的无约 束状
态 ，几 何 形状均 以尺寸形 式 而被 牢牢 地控制 住 。
部位 ，为以后 设计 、运行 与维 护提 供理 论依据 ｔ ” 。
１ 研 究对 象 尽管 桥式起 重机 的类 型繁 多 ，但其 基本 结构 是相 同 的 。桥式 起 重机主 要 由大 梁 ，起升 装 置 ， 端梁 ，大 梁行走 机 构 ，起 升装 置行 走机构 ，轨道
和 电气 动 力 ，控 制装 置等 构成 。主 梁变形 一 般是 指主 梁上 下挠 值 ） 。 这 对起 重机 的安 全 使用 和承 载 能力都 将产 生严 重影 响 ，甚至可 能 发
ＹＡＮ ｗｅ ｉ ｃ ｏ ｎ ｇ
（ Ｑ ｉ ｎ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ Ｐ ｏ ｒ ｔ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｎｏ ． ３ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ， Ｑｉ ｎ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ０ ６ ６ ０ ０ ０ ，Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
在安全影响。因此有必要在改造桥式起重机时，对主梁腹板进行特殊的考虑。
某单梁桥式起重机主梁有限元分析
太原科技大学大学生创新训练 （Ｕ Ｉ Ｔ ） 计划项目 （ｘｊ２０１２０６９ ） 收稿日期 ： ２０１２‐１１‐０２ ； 修回日期 ： ２０１２‐１１‐１０ 作者简介 ： 王文浩 （１９７６‐） ， 男 ， 山西洪洞人 ， 讲师 ， 在读博士生 ， 主要从事机械金属结构 、 工程力学 、 机械优化设计等领域的教学和研究 。
。
材料许用剪应力值为 ：
［τ］ ＝
［σ］ ３
＝
８２
．３２ ～ ７９ １ ．７３２
．１５４
＝
（４７
．５２９
～
４５
．７０１ ）
ＭＰａ 。
图 ３ 跨中荷载作用下的主梁结构变形及应力云图 图 ４ １ ／４ 跨荷载作用下主梁结构变形及应力云图
图 ６ 主梁的应力集中
３ ．２ 主梁跨中截面的正应力校核 由图 ３ 可知主梁跨中下翼缘存在最大正应力 （如
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｔ ａｋｉｎｇ ａｎ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒａｎｅ ｗｉｔｈ １６ ．５ ｍ ｓｐａｎ ａｎｄ ３ ｔ ｌｉｆ ｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｐ‐ｄｏｗ ｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｄｏｗ ｎ‐ｔｏｐ ｍｅｔｈｏｄ ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｅｔ ｕｐ ｔｈｅ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒａｎｅ ｇｉｒｄｅｒ ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆ ｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ ．Ｔ ｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂｅａｍ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｃｈｅｃｋｅｄ ．Ｓｏｍｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ｗ ａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒａｎｅｓ ｉｎ ｆｕｔｕｒｅ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ＡＮＳＹＳ ；ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒａｎｅ ｇｉｒｄｅｒ ；ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ；ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｃｈｅｃｋ
基于SolidWorks的双梁桥式起重机的有限元分析
基于SolidWorks的双梁桥式起重机的有限元分析（a ）给定阶跃信号时转速波形（b ）突加斜坡信号时转速波形（c ）稳态相电流波形图4实验波形科技情报开发与经济SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ECONOMY 2020 年第19卷第16期倍。
实验控制一台SIEBER 电机，其参数为：额定功率0. 37kW ，额定转速2820r /min ，额定电流1. 7A ，额定电压110V 。
电机空载运行时，实验结果由上位机的窗口显示，见图4。
由图4（a ）可以看出，系统可迅速达到稳态几乎无超调，且稳态误差小。
电机达到稳态后突加斜坡信号的转速波形见图4（b ），稳态相电流波形见图4（c ）。
实验结果表明本系统设计合理，控制精度高，具有良好的动静态性能。
参考文献［1］陈伯时. 电力拖动自动控制系统［M ］. 3版. 北京：机械工业出版社，2003.［2］李永东. 交流电机数字控制系统［M ］. 北京：机械工业出版社，2002. ［3］江思敏. TMS320LF240X DSP 硬件开发教程［M ］. 北京：机械工业出版社，2003.（本文其他参考文献因著录项目不全被删除）（责任编辑：李敏）────────────────第一简介：张楠，女，1979年1月生，2002年毕业于山东大学自动化专业，讲师，南山学院自动化工程学院，山东省烟台市南山学院东海校区自动化工程学院83栋D106，265713.The Alternative Current Speed Adjusting Systemwith Vector Control Based On TMS320LF2407ZHANG Nan , XIN Yu-gangABSTRACT :This paper introduces the vector control strategy , and puts forward an alternative current speed adjusting system with vector control based on TMS320LF2407. The experimental results show that the system with rational design , good real－timeand high control precision possesses excellent static and dynamic performances .KEY WORDS :electric motor ; vector control ; alternative current speed adjusting system ; DSP （digital signal processor ）随着科学技术的不断进步、计算机软件和硬件的不断更新和升级，使计算机辅助设计（CAD－ComputerAided Design ）在机械设计中发挥越来越大的优势。
基于Simulation的桥式起重机主梁有限元分析
SCI-TECH INNOVATION &a
晕燥援1 Jan. 圆园19袁栽燥贼葬造 晕燥援300
术 Applied Technology 应 用 技
滓 = 滓（G+P） + 滓g =
M（G+P） max Wx
+
Mgmax Wy
臆蓘滓蓡2.
（1）
式中：W x为主梁跨中截面对水平重心轴线 x-x 的最
[基金项目] 2017 年度山西省研究生优秀创新项目（2017BY118）；太原科技大学博士科研基金（20182037） 收稿日期：圆园18原10原10曰修回日期：圆园18原11原14 作者简介：李吉祥（1986-），男，江苏连云港人，助理工程师，主要从事起重机械设计研究，E-mail：13453156783@。 通信作者：辛运胜（1987-），男，黑龙江讷河人，博士，讲师，主要从事系统动力学研究，E-mail：120181624@。
李吉祥2.JPG no t exist!
当小车满载且位于跨中时，桥架承受最大弯 矩。模拟实际工况，分别固定桥架两端并进行有限 元分析。图 1 为满载工况下桥架应力分析结果。由 图 1 可知该状态下跨中应力合格，危险界面处最大 应力小于材料屈服极限，满足起重机设计要求。图 2 为满载工况下桥架应变分析结果。由图 2 可知该 状态下跨中最大位移为 11.56 mm，符合要求。
应 用 技 术 Applied Technology
文章编号：1674-9146渊圆园19冤01原园64原园2
基于 Simulation 的桥式起重机主梁有限元分析*
李吉祥 1，辛运胜 2
（1. 太原重工股份有限公司，山西 太原 030024；2. 太原科技大学，山西 太原 030024）
基于Solidworks的机床横梁有限元模态分析
基于Solidworks的机床横梁有限元模态分析摘要：本文主要介绍如何使用solidworks设计机床零部件，并进行有限元分析。
关键词：solidworks 机床设计有限元分析笔者公司近期研发的一款机床，采用工作台固定不动，x/y轴使用十字滑台的结构。
在加工过程中，刀具在xyz三个方向运动，从而可以实现三轴高速运动，同时工作台可以承载大的负荷。
为了保证机床具有良好的动、静态性能，并尽可能减轻其重量，就要进行精密的理论计算。
这里将利用solidworks软件对机床支承件中的横梁进行有限元分析，计算出该零件的固有频率和振型。
一、当前常用的有限元分析软件及其特点目前对机械零件进行有限元分析一般采用通用有限元分析软件，如ansys、marc等。
它们拥有丰富完善的单元库、材料模型库和求解器，可以独立完成多学科、多领域的工程分析问题。
其缺点是几何建模功能不强，无法完成复杂模型的建模，需要通过标准数据接口将建好的模型导入，然后进行计算。
但是在模型转换过程中常常会出现一些问题，特别是复杂模型导入后会出现一些面和线的丢失、无法对模型中的一些特征进行网格划分等问题。
所以在模型转换后，要花费大量的时间和精力在有限元软件中进行几何模型修补工作，这必然导致模型的不一致且增加了额外的工作量。
solidworks是世界上第一个基于windows开发的三维cad系统，并且集成了cae模块，可以直接对其生成的几何模型进行有限元分析。
由于solidworks具有强大的参数化功能，那么在有限元分析中就可以利用该优点进行模型的优化设计。
二、机床横梁有限元模型的建立和计算1.建立几何模型（如图1）图12.定义材料属性机床横梁是机床支承件中的重要部件，其在工作时承受十字滑鞍、滑枕和主轴头的巨大压力，必须具有较高的强度，所以材料选为灰铸铁ht300。
根据相关资料，ht300的质量密度为7300；弹性模量为1.43e11；泊松比为0.27。
在模型树中右键单击模型名称，在弹出的菜单中点击【材料】→【编辑材料】命令选项，并在其中定义上述材料属性。
solidworks有限元分析使用方法
solidworks有限元分析使用方法solidworks有限元分析应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。
其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术。
看板网根据超过十年的项目经验和培训经验，提醒各位朋友，有限元分析，不同于绘图。
以下是看板网总结的solidworks有限元分析使用方法，希望对大家有用。
一、软件形式：（一）solidworks的内置形式：SimulationXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。
（二）SolidWorks的插件形式：SimulationWorksDesigner——对零件或装配体的静态分析。
SimulationWorksProfessional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。
SimulationWorksAdvancedProfessional——在SimulationWorksProfessional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。
（三）单独发行形式：Simulation DesignSTAR——功能与SimulationWorks Advanced Professional相同。
二、使用FEA的一般步骤：FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法等等。
（一）建立数学模型有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要，（即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法：1、特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。
2、理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，SimulationWorks 会自动地创建曲面几何体）。
基于SolidWorksSimulation的有限元分析方法
基于SolidWorksSimulation的有限元分析方法SolidWorks Simulation是一种基于有限元分析（FEA）方法的软件，用于进行结构、流体和热传递分析。
该软件提供了一种直观且易于使用的方法，使工程师能够对产品在各种工作条件下的性能进行有效评估。
通过使用SolidWorks Simulation，工程师可以预测产品在真实环境中的行为，并进行系统优化，从而减少实际试验所需的时间和成本。
有限元分析是一种数值模拟技术，用于求解连续介质中的力学问题。
它将复杂的结构分解为多个单元，每个单元都有简化的几何和物理特性。
然后，通过求解每个单元内部的方程，可以得到整个结构的响应。
SolidWorks Simulation使用这种方法来解决各种工程问题，包括结构强度、热传导、振动和流体流动等。
对于结构分析，SolidWorks Simulation可以帮助工程师评估产品的强度、刚度和变形。
它可以模拟应力和应变分布，并显示在模型的各个部分。
通过调整材料属性和几何参数，可以优化产品的设计，以提高其性能并满足设计要求。
此外，SolidWorks Simulation还提供了疲劳分析工具，可以用于评估结构在长期使用后的寿命。
在流体力学方面，SolidWorks Simulation可以模拟空气和液体的流动以及传热过程。
工程师可以分析流体力学特性，如速度、压力、流量和涡旋等，并通过改变几何形状和边界条件来优化产品的设计。
此外，SolidWorks Simulation还可以模拟辐射传热、对流传热和传导传热等热传递过程。
使用SolidWorks Simulation可以帮助工程师提前发现设计中的问题，并减少试验和原型制作所需的成本和时间。
它还可以帮助工程师进行系统优化，以满足性能要求并提高产品的质量和可靠性。
SolidWorks Simulation提供了直观的用户界面和强大的后处理工具，使工程师能够更好地理解和解释分析结果。
基于SolidWorks设计算例起吊系统的有限元分析
基于SolidWorks设计算例起吊系统的有限元分析作者：叶青玉来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2013年第09期摘要：实验室自行设计的起吊系统是实现自动运输过程的主要执行部件，其可靠性直接影响着设备的安全性。
本文使用“SolidWorks Simulation”工具对起吊系统薄弱环节的主架机构进行有限元分析，采用设计算例获取主支架及导轨厚度的较佳设计参数。
关键词：有限元 SolidWorks Simulation 设计算例起吊系统1 分析目标实验室自行设计的起吊系统由位移机构及主架机构组成。
位移机构用于起吊工件承载机构，并将其输送到指定位置；主架机构用于支撑位移机构，为其提供必要的导轨、主支架等设施，采用SolidWorks建模如图1。
起吊系统中重量载荷及冲击载荷先传递到位移机构，再由位移机构将重量载荷及冲击载荷传递给主架机构[1]。
主架机构受到的外部载荷主要来自两个方面，一是位移机构、工件及工件承载机构的重量载荷，二是位移机构沿导轨滑动时产生的摩擦力载荷，其中，重量载荷是主要因素。
主架机构为起吊系统的薄弱环节，分析时应主要考虑主架机构的设计算例，并重点关注位移机构、工件及工件承载机构的重量载荷对其的影响。
2 简化起吊系统模型及材料属性起吊系统的主架机构为最薄弱环节，应重点分析，对其适当简化，去除有限元分析时不必要的零部件，如螺栓、螺母、垫片等[2]。
2.1 简化位移机构。
设计时，先考虑了位移机构的可靠性，且强度好于主架机构，因此，对位移机构做替换性简化，分析时将位移机构视为实体单元，并使用与位移机构等重量、等尺寸的长方体替换整个位移机构。
如图2。
2.2 应力集中的简化处理。
对起吊系统易产生应力集中的区域，进行圆角处理，避免尖角的存在，如图2所示。
该简化处理可提高各设计算例的有限元分析速度，缩短有限元分析时间，同时，也减少了其它不必要零部件对有限元分析过程的干扰，提高了分析结果的准确性。
Solidworks有限元分析教程
Solidworks有限元分析教程1. 准备模型：首先在Solidworks中创建需要进行有限元分析的三维模型。
模型可以是机械零件、结构构件、流体装置等。
确保模型的几何形状和尺寸都准确无误。
2.设置边界条件：定义边界条件是有限元分析的关键。
通过固定边界、施加力或位移、设置流体边界等方式，将模型恰当地约束和加载。
这些边界条件将影响模型的实际应力和变形情况。
3. 网格划分：有限元分析将模型离散为许多小单元，称为单元网格。
网格划分的质量对分析结果的准确性和计算效率至关重要。
Solidworks提供了多种单元类型和划分方法选择，如四边形单元、三角形单元、六面体单元等。
4.材料属性：为了准确描述材料的性能，需要为模型定义适当的材料属性。
包括杨氏模量、泊松比、线膨胀系数等。
这些参数将直接影响分析结果，如应力和变形。
5. 完成有限元分析：设置完边界条件、网格划分和材料属性后，可以进行有限元分析。
Solidworks提供了多种求解器和分析工具，可以计算模型在加载下的应力、变形和位移等信息。
6.结果评估和优化：有限元分析生成的结果包括应力云图、位移云图、变形云图等。
通过分析这些结果，可以评估模型的性能和瓶颈，进行优化和改进。
根据分析结果，可以对模型的材料、几何形状、设计参数等进行调整和优化。
总之，Solidworks有限元分析是一种非常有用的工程工具，可以帮助工程师评估和优化设计方案。
通过准确设置边界条件、网格划分和材料属性，进行有限元分析并评估结果，工程师可以更好地理解模型的性能，并进行针对性的改进。
这些步骤和方法将确保分析结果的可靠性和准确性，提高设计工作的效率和效果。
基于SolidWorks的桥式起重机主梁三维设计分析
等都是以结构的三维模型为基础的 ， 目的 定起 重 量 为 ２ ０ ｔ ，其所 用 材 料 为 Ｑ ２ ３ ５ ， 材
是 获 得整 个 主梁 的 应力 和 位移 分 布 状况 。 料特 性如 表 １ 所示。 以某 厂 生 产 的 ８ ０ ｆ ２ ０ ｔ 吊 钩桥 式 起 重 机 １ ． ２施 加约束 为 研究 对 象 。 采用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 建立 桥式 起 对 桥 式起 重属性 １ ＿ ３添 加载荷 由于 重力 是 分布 力 ， 且 在 材料 属 性 中
ｌｌ ’
图 １ 桥 式起 重机 主梁 受力 约束
×
ｌ ｌ
图 ２桥式 起 重机 主梁 受载 分布
度为 ５ ％） ， 得 出 的数据 如 图 ２ 。 从 图 ２中 的 数 据 可 以 得 出 ：
离子 型 聚丙 烯酰 胺溶 液 的使 用 量 为 １ ５ ｍ ｇ ／ 需 絮凝 剂 和凝 聚剂 复 使用 ， 才能 取 得 理想 Ｌ时效果 最佳 ， 透 光率 良好 ， 约为 ９ ０ ％。 的效 果 。 若 是 单一 使用 ， 成本 太 高 ， 煤 泥水 Ａ １ Ｈ ２ ４ Ｋ ０ ２ ０ Ｓ ２的使 用 量 为 ２ ０ ０ ｍ ｇ ， ＇ Ｌ时 效 （ ２ ）设 定 阴 离 子型 聚 丙 烯 酰胺 用 量 中的颗粒 也不 能 完全 沉淀 。 果 最佳 ， 澄清 后 的样 品透 光率 为 ７ ４ ％。 为 １ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ， Ａ １ Ｈ ２ ４ Ｋ ０ ２ ０ Ｓ ２不 同 使 用 量 数 （ ２ ） 根据煤泥水所含杂质不 同， 需 根 ３ ． ４从图 １ 和图 ２ 可 以看 出 ，不 论 是 据如 图 ４ 。 据 实验不 断探 索 最佳 的煤 泥水 处理 方式 。 单 独 使用 凝 聚剂 还 是絮 凝 剂 ， 其 上清 液 的 从 图 ４的数 据 可 以看 出 ： 设 定 阴离 子 （ ３ ） 试 剂 的添 加 顺 序 不 同 ， 也 会 影 响 透 光 率都 不高 。因此考 虑将 絮凝 剂 和凝 聚 型 聚 丙 烯 酰 胺 用 量 为 １ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ时 ， 到工 作效 果 剂 配合 使用 。 Ａ １ Ｈ ２ ４ Ｋ Ｏ ２ ０ Ｓ ２的使 用 量 为 １ ５ ０ ｍ ｌ ／ Ｌ时 效 （ ４ ） 选煤 厂 应 重视 煤 泥水 处 理 在 生产 （ １ ） 设定 Ａ １ Ｈ ２ ４ Ｋ ０ ２ ０ Ｓ ２的使 用 量 果 最 佳 ， 上清液 的 透光 率达 到 ９ ５ ％左 右 。 为 Ｉ Ｏ Ｏ ｍ Ｌ ／ Ｌ ，絮凝 剂 的不 同使用 量效 果 数 ３ ． ５ 试剂 使用 顺序 试 验 据如图 ３ 。 在 长 期 的实 践 过 程 中发 现 ， 加 入 絮凝 从 图 ３中 的 数 据 可 以 看 出 ： 当 剂和 凝 聚剂 的试 剂 的顺 序 不 同 ， 也 可 能影 Ａ １ Ｈ ２ ４ Ｋ ０ ２ ０ Ｓ ２的使 用量 为 ｌ Ｏ Ｏ ｍ ｇ ／ Ｌ时 ， 阴 响生 产 效 果 。选 用 与 上 述 实 验 相 同 的煤 样 。改变 其 试剂 加 入顺 序 ， 试 剂 加 入 间 隔 为１ ２秒 ， 试 剂加 入 间 隔时 间 可 不停 搅 拌 ， 让 药 剂 充 分 反 应 。 其 中 分 别 加 入 Ａ １ Ｈ ２ ４ Ｋ ０ ２ ０ Ｓ ２ １ ５ ０ ｍ ， 阴离 子型 聚丙 烯 酰胺 为 １ ５ ｍ ｇ ／ Ｌ ， 实验 结果 如表 ２ 所示。 从 表 ２的数 据 可 以得 出结论 ， 先 添加
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基于Solidworks的桥式起重机主梁有限元分析本文针对桥式起重机的结构特点，采用三维设计软件
solidworks建立了桥式起重机主梁结构的三维模型，并对其进行了应力分析与位移分析。
分析指出主梁腹板截面突变处存在严重应力集中，降低了桥式起重机的承载力，对桥式起重机的正常运行过程存在安全影响。
因此有必要在改造桥式起重机时，对主梁腹板进行特殊的考虑。
标签：桥式起重机SolidWorks 主梁
0 引言
桥式起重机的大梁横跨于跨间内一定高度的专用轨道上，可沿着轨道在跨间的纵向移动，在大梁上布置有起升装置，大多数起升装置采用起重小车，起升装置可沿着大梁在跨间横向移动，外观像是一条金属的桥梁，所以人们称为桥式起重机。
桥式起重机也俗称“天车”。
本文采用三维设计软件solidworks分析了目前在研究桥式起重机中存在的问题，对桥式起重机的主梁进行了建模和相应的理论计算，然后对其进行有限元分析，找出了主梁容易发生疲劳损伤的部位，为以后设计、运行与维护提供理论依据[1]。
1 研究对象
尽管桥式起重机的类型繁多，但其基本结构是相同的。
桥式起重机主要由大梁，起升装置，端梁，大梁行走机构，起升装置行走机构，轨道和电气动力，控制装置等构成。
主梁变形一般是指主梁上拱严重减少和残余下挠（空载时，起重机主梁低于水平线的下挠值），这对起重机的安全使用和承载能力都将产生严重影响，甚至可能发生人身和设备事故，所以主梁变形与设备安全密切相关，应引起设备管理人员，有关领导及天车、起重工的重视[2-3]。
本文所研究对象的技术特性表和材料分别在表1，表2中列出。
2 基于Solidworks的三维建模
2.1 桥式起重机主梁三维参数化设计方法Solidworks是windows环境下的三维机械CAD软件。
采用windows用户界面，具有三维CAD软件一贯提倡的易用性、高效性和功能强大，完整的提供了产品设计的解决方案。
目前，使用solidworks软件进行参数化建模的主要技术特点是：①基于特征。
将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征，并将其所有尺寸存为可调参数，进而形成实体，以此为基础来进行更为复杂的几何形体的构造。
②全尺寸约束。
将形状和尺寸联系起来考虑，通过尺寸约束来实现对几何形状的控制。
③尺寸驱动设计。
通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变，尺寸参数的修改将导致其他相关模块中的相关尺寸的全盘更新。
采用这种技术的理由在于它能够彻底的克服自由建模的无约束状态，几何形状均以尺寸的形式而被牢牢地控制住[4]。
2.1.1 基于尺寸驱动的参数化建模。
基于尺寸驱动的参数化建模通过对模型的几何尺寸进行修改实现对图形的修改。
它是应用最为广泛的建模方法，也是最基本的方法。
事实上，无论其余的方法利用什么来改变图形，基本上都是通过几何尺寸的改变来实现的。
2.1.2 基于约束驱动的参数化建模。
在维持几何约束关系不变的前提下，通过约束值的修改实现系统的变化，几何约束驱动本质上是一个集合实体约束满足的过程，它通过一定的约束规划和推理方法实现集合实体的空间定位。
基于几何约束的参数化建模用几何约束来表达产品模型的形状特征，定义一组参数以控制设计结果，从而能够通过调整参数来修改设计模型。
产品模型的修改通过尺寸驱动实现，通过给定的几组参数值，实现了系列零件或标准件的自动生成。
约束的引入使对设计目标依赖关系的描述成为可能。
2.1.3 基于特征的参数化建模。
基于特征的参数化建模综合运用参数化特征造型的变量几何法和基于生成历程法这两种造型方法实现特征的构造和编辑。
基于特征的参数化建模是新型的CAD建模方法，是CAD/CAPP/CAM的热点研究方向。
本文根据桥式起重机主梁的结构特点，在桥式起重机主梁参数化建模中，利用参数修改法建模和solidworks本身的特征建模。
2.2 模型图本文主要设计的是桥式起重机的箱型主梁。
箱型结构由上下盖板和两个腹板构成一个箱体，箱内还有横隔板和纵横长短筋板，模型图如图1所示。
3 受力分析
3.1 自重载荷自重载荷主要分为两大类，一类是均布载荷，主要由主梁、走台、栏杆、配电管等组成，另一类是集中载荷，主要由闭式操作室、大車运行机构、电气设备等组成[5-6]。
在材料属性中已设定了材料密度，且重力是分布力，重力加速度的方向是垂直向下，在SolidWorks中只需要给出受力方向和数值即可自动算出主梁的重力大小。
3.2 起升载荷起升载荷是指起升质量的重力。
由于起升高度小于50m，所以钢丝绳的质量可以不计。
因物品下降制动时对承载机构和传动机构将产生附加的动载作用。
这一动载作用可以通过将起升载荷乘以大于1的起升载荷动载系数？渍2考虑[1]。
5 结论
桥式起重机的三维设计在有限元分析、运动仿真、优化设计和二维图纸应用方面应用广泛，对生产实践也具有重要的指导意义。
本文通过对模型进行三维建模并进行有限元分析，得知桥式起重机主梁中部腹板截面处应力最大，容易发生裂纹。
设计人员在设计过程中，需要对此做充分的考虑，采取措施对容易损伤部位进行加固。
同时对重点部位在日常运行过程中多加检修，避免事故发生。
综合应力图和位移图结果显示，主梁可以进一步优化设计，降低起重机自身重量，为起重机的轻量化设计提供了重要参考。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB3811-1983起重机设计规范[S].北京：中国标准出版社，2008.
[2]王生，许可晋，翟甲昌.断裂力学方法估算起重机箱型梁的疲劳寿命[J].山西机械，1994（2）：33-34.
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