基于有限元方法的桥式起重机起吊过程动力学分析

邵联利，董绪超

(中国核电工程有限公司 a.核设备所；b.采购部 北京 100840)

0 引言

随着现代工业的快速发展，起重机的结构逐渐趋向大型化，对其承载能力及运行效率也提出了更高的要求，考虑到起重机在工作过程中需要经常将重物起升离地、起升或下降过程中制动，在这些过程中均会对起重机的金属结构产生动态冲击，因此在起重机的设计过程中应考虑到动态载荷对结构的影响。通常考虑起升载荷的动力学效应的方法是将起升载荷乘以一个>1的起升载荷动载系数[1]，为了更真实的反映起重机起吊载荷过程中的动力学特性，有必要对这一过程进行进一步的研究。

1 起吊过程分析

由于桥式起重机在起吊地面上的载荷时，并不是从一开始便会产生冲击载荷，而是在整个起吊过程中会经历三个阶段，分别为空行程阶段、预张紧阶段及起吊阶段[2,3]。

1) 空行程阶段

当桥式起重机起升机构开始工作时，原本松弛的钢丝绳逐渐收紧，当钢丝绳开始受力时，空行程阶段结束，此时所吊重物还在地面处于静止状态。

2) 预张紧阶段

预张紧阶段从钢丝绳开始受力的时刻为时间起点。此阶段桥式起重机的金属结构以钢丝绳的拉力为激振力，开始进行受迫振动。当钢丝绳中的拉力等于重物的重力，即重物刚开始脱离地面的时刻，预张紧阶段结束。

3) 起吊阶段

起吊阶段从重物离地的瞬间开始，包括起吊重物在内的整个“弹簧-质量系统”开始处于自由振动状态。