基于板梁组合的自动扶梯有限元分析
摘要
本文结合工程实际，利用国际通行的有限元分析软件ANSYS5.5对某公司自动扶梯进行了结构分析，并得出了结构设计和安装工艺处理的方案，消除安全隐患，以提高自动扶梯工作的可靠性，为企业带来巨大的经济效益和社会效益。
通过ANSYS5.5软件有限元分析，得出了各支座反力和节点应力列表，以及桁架在静力作用下的变形图、节点位移等值线图、单元应力等值线图、节点应力等值线图。有限元分析计算表明，在不采用周边焊的情况下最大应力可达285Mpa，具有较大的应力集中。因此应该在该位置以及与之对称的另一联接点处都应采用周边焊，使角钢连接处的各边全部焊接，然后再与大梁周边焊接。这样改造后的自动扶梯满足强度要求。
This paper, based on the engineering practice, performs the construct static analysis on automatic ladder by the soft of ANSYS5. 5, which is the accepted internationally soft of the finite element analysis, and achieves the scheme of the structure design and processing treatment to enhance the reliability of the ladder to work, and to eliminate the factor of the risk, and to produce the huge the economical and social benefit.
Through the finite element analysis of ANSYS5. 5, such results as the list of the reaction force, deformation figure of the truss the contour of the nodes displacement, the contour of the element stress, and the contour of the node stress, are attained under the static force, the analysis of the finite element show that the maximum stress reaches the value of 285Mpa, and then the frame body has the
larger stress concentration in this position, if the welding around is not adopted. So the circumjacent welding should be applied at this spot and another join symmetrical to it, all sides of the place at which angle iron join are welded around with the main beam. Only through such construction, the automatic ladder could meet the requirement of the design intensity.
通过ANSYS5.5软件有限元分析，得出了各支座反力和节点应力列表，以及桁架在静力作用下的变形图、节点位移等值线图、单元应力等值线图、节点应力等值线图。有限元分析计算表明，在不采用周边焊的情况下最大应力可达285Mpa，具有较大的应力集中。因此应该在该位置以及与之对称的另一联接点处都应采用周边焊，使角钢连接处的各边全部焊接，然后再与大梁周边焊接。这样改造后的自动扶梯满足强度要求。
This paper, based on the engineering practice, performs the construct static analysis on automatic ladder by the soft of ANSYS5. 5, which is the accepted internationally soft of the finite element analysis, and achieves the scheme of the structure design and processing treatment to enhance the reliability of the ladder to work, and to eliminate the factor of the risk, and to produce the huge the economical and social benefit.
Through the finite element analysis of ANSYS5. 5, such results as the list of the reaction force, deformation figure of the truss the contour of the nodes displacement, the contour of the element stress, and the contour of the node stress, are attained under the static force, the analysis of the finite element show that the maximum stress reaches the value of 285Mpa, and then the frame body has the
larger stress concentration in this position, if the welding around is not adopted. So the circumjacent welding should be applied at this spot and another join symmetrical to it, all sides of the place at which angle iron join are welded around with the main beam. Only through such construction, the automatic ladder could meet the requirement of the design intensity.
引文
1、刘国庆，杨庆动．ANSYS工程应用教程机械篇．北京：中国铁道出版社，2003．
2、王汉元，李丽娟，利银平．有限元法基础与程序设计．广州：华南理工大学出版社，2001．
3、王冒成，邵敏．有限单元发基本原理和数值方法．北京：清华大学出版社，1997．
4、徐之纶，弹性力学简明教程(第二版)．北京：高等教育出版社，1983．
5、邱宣怀，郭可谦．机械设计(第四版)．北京：高等教育出版社，1997．
6、王复兴．王书贵．材料力学教程．北京：中国轻工业出版社，1995．
7、周万民，李东兴．带扶梯的盖板机构设计．械设计与制造，No．3 2002．
8、肖刚，单继宏，杜润宇，张榄．面向客户定制的电梯轿箱设计系统的研制．《机械设计与研究》
9、朱明昌．电梯的技术发展趋势．院校连接，No．2 2001．
10、王林涛．电梯轿箱隔震器设计．起重运输机械，No．7 2001．
11、戴培良．双曲型方程的Galerkin有限元方法，常熟高专学
报，vol．14，No．2，2000．
12、陈道礼．过盈联接的有限元分析．机械设计，No．2，2001．
13、余红英，樊永生．火车车轮非线形有限元热应力分析．华北工学院学报，vol．22，No．1，2001．
14、章向明，王安稳．梁板结构弹塑性大变形有限元分析．中国造船，vol．42，No．1，2001．
15、吕晓晖．货车上心盘弹塑性有限元分析及寿命估算．铁道车辆，vol．39，No．5，2001．
16、车录锋，熊斌，王跃林．振子框架式微机陀螺的有限元模拟．机械强度，vol．23，No．4，2001．
17、杨兴宇，耿中行，蔡向晖，史海秋．某型发动机二级压气机叶片断裂故障分析研究，航空动力学报，vol．16，No．4，2001．
18、叶大庆，张雷，郑七振等．模拟轴系转子的设计计算．机械强度，vol．24，No．3，2001．
19、王挺，吴昌华．机车车体的轻型化设计．机车电传动，No．5 2001．
20、邵鹏礼，魏来生，贾爽．传动箱有限元强度计算与优化．车辆与动力技术，No．3，2002．
21、王丹，李强．高速客车车体钢结构弹性模态分析研究．北方交通大学学报，vol．25，No．4，2001．
22、谢大纲，赵清亮，袁哲俊等．麻花钻刚度的有限元分析．中国机械工程，vol．12，No．5，2001．
23、曾攀，梁无畏，石亦平，复杂结构振动分析的高精度单元建模技术，《中国机械工程》vol．12 No．9 2001
24、吕国华，周敏，陈亚军等．CZ2102柴油机连杆装配配件有限元分析．车用发动机，No．4，2002．
25、周宏，金欢峰，靳晓雄．轿车车内空腔声学模态，同济大学学报，vol．29，No．5，2001．
26、董兴仁．浅谈机械 CAD 发展趋势．科技情报开发与经济，Vol．11，No．1，2001．
27、石可重，李延波，武新华等．排汽缸刚度有限元分析．汽轮机技术，vol．43，No．6，2001．
28、李晓燕，钱炜，韩红俊．平面磨床床身的三维有限元分析．机械设计与制造工程，vol．31，No．2，2002．
29、陈明，袁人炜，凡孝勇等．三维有限元分析在高速铣削温度研究中的应用．机械工程学报，vol．38，No．7，2002．
30、王昱皓，丁克勤，申仲翰等．客运架空索道线路支架的有限元分析．北京化工大学学报，vol．29，No．3，2002．
31、王国宝，于佰仲，王石刚．从动齿轮去毛刺三维有限元分析．应用技术与实例分析，No．7，2001．
32、杨双应，陈文革，蔡健．大型有限元分析程序在桥梁工程中的应用．合肥工业大学学报，vol．25，No．4，2002．
33、李兆凡，石永久，陈宏等．改进型钢结构梁柱节点非线性有限元分析．建筑结构，vol．32，No．9，2002．
34、王万祯，顾强．钢框架梁柱栓焊点的有限元分析．建筑结构，vol．32，No．9，2002．
35、薛继军，许爱荣，赵志丽等．钻机井架有限元模态分析．石油矿场机械，vol．30，No，6，2001．
36、范志超，杨晓翔，蒋家羚．抽油机井油管接头弹塑性接触有限元分析．机械强度，vol．24，No．2，2002．
2、王汉元，李丽娟，利银平．有限元法基础与程序设计．广州：华南理工大学出版社，2001．
3、王冒成，邵敏．有限单元发基本原理和数值方法．北京：清华大学出版社，1997．
4、徐之纶，弹性力学简明教程(第二版)．北京：高等教育出版社，1983．
5、邱宣怀，郭可谦．机械设计(第四版)．北京：高等教育出版社，1997．
6、王复兴．王书贵．材料力学教程．北京：中国轻工业出版社，1995．
7、周万民，李东兴．带扶梯的盖板机构设计．械设计与制造，No．3 2002．
8、肖刚，单继宏，杜润宇，张榄．面向客户定制的电梯轿箱设计系统的研制．《机械设计与研究》
9、朱明昌．电梯的技术发展趋势．院校连接，No．2 2001．
10、王林涛．电梯轿箱隔震器设计．起重运输机械，No．7 2001．
11、戴培良．双曲型方程的Galerkin有限元方法，常熟高专学
报，vol．14，No．2，2000．
12、陈道礼．过盈联接的有限元分析．机械设计，No．2，2001．
13、余红英，樊永生．火车车轮非线形有限元热应力分析．华北工学院学报，vol．22，No．1，2001．
14、章向明，王安稳．梁板结构弹塑性大变形有限元分析．中国造船，vol．42，No．1，2001．
15、吕晓晖．货车上心盘弹塑性有限元分析及寿命估算．铁道车辆，vol．39，No．5，2001．
16、车录锋，熊斌，王跃林．振子框架式微机陀螺的有限元模拟．机械强度，vol．23，No．4，2001．
17、杨兴宇，耿中行，蔡向晖，史海秋．某型发动机二级压气机叶片断裂故障分析研究，航空动力学报，vol．16，No．4，2001．
18、叶大庆，张雷，郑七振等．模拟轴系转子的设计计算．机械强度，vol．24，No．3，2001．
19、王挺，吴昌华．机车车体的轻型化设计．机车电传动，No．5 2001．
20、邵鹏礼，魏来生，贾爽．传动箱有限元强度计算与优化．车辆与动力技术，No．3，2002．
21、王丹，李强．高速客车车体钢结构弹性模态分析研究．北方交通大学学报，vol．25，No．4，2001．
22、谢大纲，赵清亮，袁哲俊等．麻花钻刚度的有限元分析．中国机械工程，vol．12，No．5，2001．
23、曾攀，梁无畏，石亦平，复杂结构振动分析的高精度单元建模技术，《中国机械工程》vol．12 No．9 2001
24、吕国华，周敏，陈亚军等．CZ2102柴油机连杆装配配件有限元分析．车用发动机，No．4，2002．
25、周宏，金欢峰，靳晓雄．轿车车内空腔声学模态，同济大学学报，vol．29，No．5，2001．
26、董兴仁．浅谈机械 CAD 发展趋势．科技情报开发与经济，Vol．11，No．1，2001．
27、石可重，李延波，武新华等．排汽缸刚度有限元分析．汽轮机技术，vol．43，No．6，2001．
28、李晓燕，钱炜，韩红俊．平面磨床床身的三维有限元分析．机械设计与制造工程，vol．31，No．2，2002．
29、陈明，袁人炜，凡孝勇等．三维有限元分析在高速铣削温度研究中的应用．机械工程学报，vol．38，No．7，2002．
30、王昱皓，丁克勤，申仲翰等．客运架空索道线路支架的有限元分析．北京化工大学学报，vol．29，No．3，2002．
31、王国宝，于佰仲，王石刚．从动齿轮去毛刺三维有限元分析．应用技术与实例分析，No．7，2001．
32、杨双应，陈文革，蔡健．大型有限元分析程序在桥梁工程中的应用．合肥工业大学学报，vol．25，No．4，2002．
33、李兆凡，石永久，陈宏等．改进型钢结构梁柱节点非线性有限元分析．建筑结构，vol．32，No．9，2002．
34、王万祯，顾强．钢框架梁柱栓焊点的有限元分析．建筑结构，vol．32，No．9，2002．
35、薛继军，许爱荣，赵志丽等．钻机井架有限元模态分析．石油矿场机械，vol．30，No，6，2001．
36、范志超，杨晓翔，蒋家羚．抽油机井油管接头弹塑性接触有限元分析．机械强度，vol．24，No．2，2002．