轮胎式集装箱门式起重机(RTG)作为在码头后场进行集装箱装卸作业的装卸设备，正朝着高效、节能、舒适、可靠的方向发展。作为RTG主体的钢结构设计的合理优化，对产品竞争力有着非常重要的意义。本文利用ANSYS软件，针对两种不同的门架结构进行有限元分析，在各项RTG设计参数相同的情况下，根据不同工况，分析比较两种形式门架结构(传统形式一、新型形式二)的应力、变形情况。
      两种形式的结构形式：形式一采用单拉杆和鞍梁连接大车平衡梁的结构设计形式。形式二采用多拉杆设计，由支腿直接连接大车平衡梁。形式二支腿截面明显小于形式一，多拉杆连接提高了整机的刚度，满足强度要求，同时减轻了重量，节约了制造成本。
      根据欧洲起重机械设计规范(F.E.M标准)，假设所有可动部分均处在它们最不利的位置上，轮胎吊作业时的主要工作载荷包括金属结构及近似均布的梯子、平台均布质量载荷PG：电气房集中质量载荷PGz；小车自重PG3；起升载荷Pa(吊具、吊具上架和额定起重量Paz。由于机构起(制)动引起的水平载荷P；提升工作荷重引起的冲击载荷：工作载荷引起的载荷的动载系数；加减速动载系数为1.5。附加载荷包括作用在结构上的最大工作风载荷股，悬挂物品在受风载荷作用时对结构产生的水平载荷。
      根据小车位于主梁的不同位置，分别分析比较两种门架在无风工作工况下载荷组合，带风工作工况下载荷组合，非工作工况下载荷组合。
      轮胎式集装箱龙门起重机结构形式一包括2个主梁、4个支腿、2个鞍梁、2个小车轨道;形式二包括2个主梁、4个支腿、2个联系横梁、6个拉杆、2个小车轨道。模型中小车轨道采用实体单元，主梁、支腿、法兰组件、鞍梁、连接杆采用壳单元。
      坐标系确定：起重机计算的坐标系原点选定地面上对称轴铰点上，X轴沿小车运行方向，Y轴垂直于地面方向，Z轴沿大车运行方向。
      计算模型主梁、支腿、法兰组件、鞍梁及拉杆采用shell63壳单元，轨道采用solid95实体单元。
      材料弹性模量2.1X105MPa；泊松比0.3；密度7850 kg/m³；金属结构受力构件所用材料为Q345B。
      当RTG静止时，由于橡胶与混凝土间的静摩擦系数较大，此时横推力主要靠轮胎侧向变形和结构承受，为保守计算，此时将龙门架按一次超静定结构计算。当RTG大车行走时，横推力逐渐释放，并最终达到平衡，此时龙门架按简支约束计算。故门架约束描述如下：门架按简支粱约束，龙门架各支腿UY均约束，某一侧鞍梁下支腿UX约束，某一支腿UZ约束。采用ANSYS 11有限元分析软件，计算得到门架的应力和位移。
      通过各个工况下主要变形方向的位移对比，可以看出在大车运行方向门架的整体刚度形式二结构明显好于形式一，在小车运行方向上，也略优于形式一。
      从各个工况下最大应力位置分析对比，可以看出，两种结构在各工况下各有优劣。由于最大应力点出现的位置有所不同，所以可比性不是太大。在个别应力位置相同的工况下，除了下横梁上的应力，形式二结构应力都要小于形式一结构，在下横梁位置，由于新结构下横梁截面的减小，使得新结构下横梁上应力有所增大，但仍有富余。但由于形式二的Z型拉杆增加了两个大车方向连接点，使得新结构支腿上的应力分布比形式一结构更加均匀。
      明显看出形式二具有明显优势的水平刚度，有效地减少了大车位移方向上的晃动，提高了司机驾驶的舒适度，且整机结构重量比形式要轻3t左右，有效地降低了整机轮压。这样对于延长轮胎的使用寿命，及用户场地的保护有很大的改善，也相应地降低了能耗。目前采用此结构形式有芬兰科尼起重，三一港机在土耳其项目中也采用了类似结构形式，具体的优劣将在项目实践中得到考证。

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