基于ANSYS Workbench的高处作业平台结构优化设计

杨硕，钱怡，金惠昌

(1. 江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214122； 2. 无锡瑞吉德机械有限公司，江苏 无锡 214122)

0 引言

随着技术的不断进步和工程设备要求的提高，高处作业平台正向着大型化和异型化趋势发展[1]，同时新兴结构也引发了越来越多的问题。高处作业平台的吊点位置和吊点数量直接影响结构的强度、刚度和稳定性。

因此对不同吊点结构高处作业平台的研究是十分有必要的。本文以2.5 m长标准节为基础，给出双吊点结构的40 m长大型高处作业平台设计方案。建立有限元模型，通过静力分析获取结构在危险工况下的应力应变分布规律，进一步讨论吊点位置和数量的不同对整体结构的影响。

1 双吊点结构有限元模型建立

高处作业平台主要由前栏杆、后栏杆、底架、侧板和提升机安装架等组成。根据标准节平台结构尺寸设计出的平台长度为40 m，宽度为0.76 m，前栏杆高1.06 m，后栏杆高1.22 m，提升机安装架高1.32 m。承载额定载重量400 kg。运用Creo三维建模软件建模，模型如图1所示。

图1 40 m作业平台三维实体模型

1.1 有限元建模及简化

模型的网格以六面体单元为主，四面体单元为辅。采用三维实体单元 SOLID186，构件间采用Bonded 接触来模拟螺栓连接。结构阻尼忽略不计，并且施工过程不受风载荷及动载荷影响[2-3]。材料性能如表1所示。

表1 高处作业平台材料性能

参考GB19155-2003，选取150%额定载荷工况，作用在平台中间位置进行静力分析。重力通过施加重力加速度和惯性力来完成。将所有悬挂点位置的提升机架都设置为固定约束，即线位移UX= 0，UY= 0，UZ= 0；……