QTZ25塔机的静力学及模态分析

王 波，韩 强,尹 晨，宋峻岭

（江苏科技大学 机械工程学院，江苏 镇江 212003）

塔机的强度和振动频率是影响塔机寿命和稳定性的重要因素，因此对塔式起重机进行静力学和振动的研究是十分要必要的。本文基于C A E技术，利用有限元分析软件ANSYS对塔式起重机QTZ25进行建模，分析了三种加载在塔式起重机上的典型的工况，得出了塔式起重机在三种工况下的静力学应力和应变云图，找出塔式起重机各个工况下的危险位置，为其塔机的改进提供参考。提取出塔机的前5阶振动模态，为其他动力学响应提供研究依据。

1 塔机的静力学分析

首先计算在载荷35m处的应力应变，重物等效为对称施加在326和327两节点上的垂直集中载荷。对QTZ25塔式起重机进行求解计算，计算出塔式起重机的各个节点和单元的位移与应力。通过ANSYS的后处理，能够直观地显示出塔式起重机的应力云图和应变云图。

图1 载荷施加在35 m处位移变形

图2 载荷施加在35 m处应力分布

由图中可以观察出，塔式起重机的最大应变处发生在臂尖处。

起重机的最大应力处为起重臂架和塔身的衔接处，最大的应力173.569 MPa。起重臂从拉杆与起重臂的相接触的地方至塔尖明显有比较大的变化。机构有向重物倾覆的趋势，符合实际情况。

文章主要对比分析每种工况在不同位姿时所受的应力以及位移的大小，具体数值如表1所示

表1 应力以及位移t

由表1可得，最大应力和最大应变值随着起重臂工作半径的减少而下降。……