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1、 挂舱/多功能油缸机构计算报告上海振华重工股份有限公司内容列表1. 材料说明22. Ansys模型介绍33. 挂舱力定义44. Ansys模型建立55. 应力分析66. 变形分析127. 附页161. 材料说明 1.1 材料以及允许应力主材料允许应力：:表 1.1. 材料以及许用应力材料厚度(mm)y (N/mm2)许用应力(N/mm2)Q235235235/nQ345t16345345/n16t40325325/n注: n： 安全系数，数值按照1.2表 y：屈服应力 s：许用应力1.2 安全系数 n 取 1.1对于Q235, = 213 MPa 对于Q345 = 313 MPa （厚度 t1
2、6）= 295 MPa （厚度 16t40）2. Ansys模型介绍多功能油缸/挂舱的应力以及变形分析计算是建立在ANSYS板单元分析上的，对现有I型挂舱进行分析挂舱/多功能油缸结构示意图见插图. 2.1.2.1定义方向:X 平行大车轨道方向Y 垂直大车轨道方向（海陆侧方向）Z 竖直方向 插图. 2.1挂舱/多功能油缸示意俯视图2.2 模型约束对面A15和A245进行全方向约束3. 挂舱力定义3.1 挂舱力大小根据I型多功能油缸机构挂舱力设定：单根起升钢丝绳上27吨挂舱冲击系数1.5（内部数据，不可外传）单根钢丝绳 Fsnag=27*9.8*1.5=397KN钢丝绳偏角=2.5摇架滑轮中心距离
3、摇架挂点L=3550mm摇架上受到侧弯力大小 F=Fsnag*tan2.5=17.3KN施加到主支架上弯矩大小 M=Fsnag*tan2.5*L=6.1x107 N.mm3.2 挂舱力在ANSYS上的加载作用在摇架滑轮轴处的压力P1=Fsnag =397KN作用在摇架油缸连接轴处的压力P2=Fsnag*1.4=555.8KN,由于该力和水平存在角度10度,因此加载的力分为P2x=P2*COS10=547.4KN,P2y=P2*SIN10=96.5KN 4Ansys模型建立4.1 计算模型图4.2 模型描述在建立模型过程中，我们使用了ANSYS的SHELL63 和BEAM189两种模型4.3 模
4、型特性弹性模量:;泊松比: 4.4 Ansys 建模关键点的坐标见附页a4.5 Ansys 建模面的坐标以及实常数定义见附页b5. 应力分析 5.1 分析应力位置位置1：支架头部件17圆钢与件43三角板处位置2：支架件2方钢管与头部节点板件18处位置3：支架件2方钢管与底部节点板件13处位置4：件8，9，21组成的工字钢形式与联系梁处位置5：摇架安装滑轮轴处位置6：摇架翼缘板处位置7：插入应急轴后，摇架应急孔附近翼缘板5.2应力分析与结论编号实际最大应力（未考虑应力集中处） cp (MPa) 许用应力( MPa)比例cp/ 检查备注1166.4235/1.1=21378%OK!件17圆钢与件4
5、3三角板见插图5.2 2205.5345/1.1=31366%OK!件2方钢管与节点板件18见插图5.33141.6345/1.1=31345%OK!件2方钢管与件13节点板见插图5.54317345/1.1=313101%建议加大圆弧，改善局部应力件8件9件21组成的工字钢形式与联系梁见插图5.65293.6345/1.1=31394%OK!摇架安装滑轮轴处见插图5.76304.2345/1.1=31397%OK!摇架翼缘板处见插图5.87215.5345/1.1=31369%OK!插入应急轴后见插图5.9结论:1. 所有列出的检查应力的位置，除编号4处建议加大圆弧，改善局部应力，余下实际应
6、力均小于许用应力值.插图5.1（集中应力处）插图5.2(非集中应力处)插图5.3插图5.4（应力集中处，图纸上已开减应孔）插图5.5（非应力集中处）插图5.6插图5.7插图5.8插图5.9插图5.10 （此处图纸上加大过渡圆弧改善）6. 变形分析6.1 摇架综合变形情况：摇架底部变形42mm(X,Y,Z三个方向合成)摇架X轴（平行大车轨道方向）方向变形情况：底部变形最大值：-37.6mm和37.9mm摇架Y轴（垂直大车轨道方向）方向变形情况：底部变形最大值：-1.1m 摇架连接油缸处 2mm摇架Z轴（垂直地面方向）方向变形情况：摇架尾部-18mm, 头部12.5mm6.2主支架综合变形情况：主
7、支架尾部变形6mm，头部13mm (X,Y,Z三个方向合成)主支架X轴（平行大车轨道方向）方向变形情况：支架整体变形小，在1mm以下。主支架Y轴（垂直大车轨道方向）方向变形情况：主支架尾部变形-8mm,头部变形-5.3mm主支架Z轴（垂直地面方向）方向变形情况：主支架头部12mm7. 附页附页a，关键点坐标值 NO. X, Y, Z 1 000.0000 000.0000 000.0000 2 000.0000 1000.000 1626.000 3 -110.0000 000.0000 000.0000 4 -110.0000 000.0000 462.0000 5 110.0000 000
8、.0000 462.0000 6 110.0000 620.0000 2604.000 7 -110.0000 620.0000 2604.000 8 000.0000 652.0000 -204.0000 9 000.0000 624.0000 1560.000 10 000.0000 902.0000 2523.000 11 000.0000 000.0000 462.0000 12 000.0000 619.0000 2604.000 13 000.0000 893.0000 -8.000000 14 000.0000 881.0000 14.00000 15 -110.0000 624
9、.0000 1560.000 16 110.0000 624.0000 1560.000 17 110.0000 902.0000 2523.000 18 -110.0000 902.0000 2523.000 19 513.0000 000.0000 00 0.0000 20 703.0000 000.0000 000.0000 NO. X, Y, Z 21 703.0000 000.0000 462.0000 22 513.0000 000.0000 462.0000 23 513.0000 619.0000 2604.000 24 703.0000 619.0000 2604.000 2
10、5 608.0000 000.0000 462.0000 26 608.0000 619.0000 2604.000 27 608.0000 902.0000 2523.000 28 608.0000 624.0000 1560.000 29 608.0000 624.0000 000.0000 30 608.0000 000.0000 000.0000 31 608.0000 624.0000 150.0000 32 608.0000 624.0000 462.0000 33 703.0000 624.0000 1560.000 34 513.0000 624.0000 1560.000 3
11、5 513.0000 902.0000 2523.000 36 703.0000 902.0000 2523.000 37 -703.0000 000.0000 000.0000 38 -513.0000 000.0000 000.0000 39 -470.5000 3837.000 1621.000 40 -703.0000 000.0000 462.0000 NO. X, Y, Z 41 -513.0000 000.0000 462.0000 42 -513.0000 619.0000 2604.000 43 -703.0000 619.0000 2604.000 44 -608.0000
12、 000.0000 000.0000 45 -608.0000 000.0000 462.0000 46 -608.0000 619.0000 2604.000 47 -608.0000 902.0000 2523.000 48 -608.0000 624.0000 1560.000 49 -608.0000 624.0000 000.0000 50 -513.0000 624.0000 000.0000 51 -703.0000 624.0000 000.0000 52 -703.0000 624.0000 1560.000 53 -513.0000 624.0000 1560.000 54
13、 -513.0000 902.0000 2523.000 55 -703.0000 902.0000 2523.000 56 513.0000 624.0000 462.0000 57 00 624.0000 -124.0000 58 -66.00000 3227.000 1314.000 59 66.00000 3227.000 1314.000 60 00 624.0000 -204.0000 NO. X, Y, Z 61 00 813.0000 136.0000 62 674.0000 3227.000 1314.000 63 542.0000 3227.000 1314.000 64
14、-542.0000 624.0000 -124.0000 65 -674.0000 624.0000 -124.0000 66 -674.0000 3227.000 1314.000 67 -542.0000 3227.000 1314.000 68 000.0000 624.0000 27.00000 69 000.0000 624.0000 150.0000 70 -66.00000 3164.000 1433.000 71 66.00000 3164.000 1433.000 72 608.0000 624.0000 27.00000 73 000.0000 2965.000 1169.
15、000 74 542.0000 3164.000 1433.000 75 674.0000 3164.000 1433.000 76 -542.0000 624.0000 27.00000 77 -674.0000 624.0000 27.00000 78 -674.0000 3164.000 1433.000 79 -542.0000 3164.000 1433.000 80 66.00000 624.0000 1490.000 NO. X, Y, Z 81 -66.00000 624.0000 1490.000 82 -66.00000 3287.000 1490.000 83 66.00
16、000 3287.000 1490.000 84 66.00000 643.0000 1626.000 85 -66.00000 643.0000 1626.000 86 -66.00000 3287.000 1626.000 87 66.00000 3287.000 1626.000 88 542.0000 624.0000 1490.000 89 674.0000 624.0000 1490.000 90 542.0000 3287.000 1490.000 91 674.0000 3287.000 1490.000 92 542.0000 643.0000 1626.000 93 672
17、.0000 643.0000 1626.000 94 674.0000 3287.000 1626.000 95 542.0000 3287.000 1626.000 96 542.0000 624.0000 1560.000 97 674.0000 624.0000 1560.000 98 -542.0000 624.0000 1490.000 99 -674.0000 624.0000 1490.000 100 -674.0000 3287.000 1490.000 NO. X, Y, Z 101 -542.0000 3287.000 1490.000 102 -542.0000 624.
18、0000 1560.000 103 -674.0000 624.0000 1560.000 104 -674.0000 643.0000 1626.000 105 000.0000 801.0000 158.0000 106 000.0000 3287.000 1626.000 107 -674.0000 3287.000 1626.000 108 -542.0000 3287.000 1626.000 109 -542.0000 643.0000 1626.000 110 000.0000 2979.000 1143.000 111 -608.0000 3537.000 1621.000 1
19、12 000.0000 3997.000 1560.000 113 -608.0000 3598.000 1560.000 114 -608.0000 3537.000 1499.000 115 000.0000 2857.000 1655.000 116 000.0000 2857.000 1597.000 117 000.0000 2927.000 1579.000 118 000.0000 2942.000 1560.000 119 000.0000 2927.000 1541.000 120 000.0000 2857.000 1523.000 NO. X, Y, Z 121 000.
20、0000 2857.000 1465.000 122 000.0000 2974.000 1465.000 123 000.0000 3023.000 1427.000 124 000.0000 2999.000 1371.000 125 000.0000 2886.000 1309.000 126 000.0000 2915.000 1259.000 127 000.0000 3001.000 1287.000 128 000.0000 3025.000 1277.000 129 000.0000 3020.000 1252.000 130 000.0000 2951.000 1194.00
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22、7.000 1465.000 NO. X, Y, Z 141 608.0000 2974.000 1465.000 142 608.0000 3023.000 1427.000 143 608.0000 2999.000 1371.000 144 608.0000 2886.000 1309.000 145 608.0000 2915.000 1259.000 146 608.0000 3001.000 1287.000 147 608.0000 3025.000 1277.000 148 608.0000 3020.000 1252.000 149 608.0000 2951.000 119
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