随着目前国内架桥技术的发展，大型桥梁结构件的吊装重量越来越大，对大型全回转架梁起重设备金属结构的承载能力也提出更高的要求，使用有限元分析法对起重机设备进行分析计算在国内逐渐普及。文献应用ANSYS分别对1 300ｔ浮式起重机、龙门起重机、塔带机和龙门架起重机等进行有限元分析；文献对轮胎式集装箱龙门起重机金属结构稳定性及疲劳进行理论和程序上的研究。本文所设计的全回转架梁起重机属于国内大起重力矩的单臂架全回转式安装起重机，其起重力矩可达到1 600t.m。在设计过程中，按照该起重机的实际工作状况，根据GB3811—1983《起重机设计规范》(以下简称《规范》)要求，使用ANSYS进行求解，并及时将计算结果反馈用于指导设计，验证其设计思路的可行性，并为设计改进提供有效方案。
      起重机的工作原理为：进入作业状态后，上部结构可通过旋转驱动装置实现360°全回转进行吊装作业，下部结构与桥面轨道锚固为一体；当进入非作业状态时，整机通过油缸驱动滑靴在轨道上滑动完成纵移，使其到达下一锚固节点，锚固完毕后，整机进入工作状态。该起重机的金属结构件可以分成上下两部分结构，上部结构包括臂架、转台、人字架、拉杆、主起升、副起升及变幅驱动装置以及配重等，下部结构包括支座、支腿及行走滑动装置等。
      应用ANSYS进行有限元分析，建模过程中会耗费很多时间与精力。虽然ANSYS带有自建模功能，但是功能非常有限，只能处理一些相对简单的模型，而处理越来越复杂的模型就显得远远不够。
      Solidworks等CAD造型软件拥有强大的参数化设计能力，可以进行复杂的实体造型。ANSYS是1种大型通用有限元分析软件，其长处在于有限元分析；而CAD软件的优势在于三维设计造型。因此，将Solidworks软件与ANSYS结合使用，充分利用Solidworks软件快速准确建模的特长，可很好地解决ANSYS建模能力的不足、有效提高建模速度和模型质量、简化分析工作、提高模型的准确性。
      在对该起重机建立几何模型过程中，首先将整机的各个部分如转台、支座和支腿等分别在Solidworks中建模，并相应保存为Parasolid类型文件；然后在ANSYS软件中导入其Solidworks模型。在此模型转换过程中，必须进行相应的ANSYS布尔运算，只有布尔运算操作成功后方可进行下一步操作。同时，在整个建模过程中必须注意各个部分的建模应按照组合后各个部分在整体坐标系下的坐标位置进行，然后再作相应叠加，从而完成整机模型建立，局部实体结构模型见图。
      为避免组合后整机定义属性及剖分网格等使问题复杂化，先对各个模型分别定义属性及剖分网格，再进行叠加。叠加时，分别使用ＣＤＷＲＩＴＥ命令(ＭｅｎｕＰａｔｈｓ:ＭａｉｎＭｅｎｕ>Ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ>ＡｒｃｈｉｖｅＭｏｄｅｌ>Ｗｒｉｔｅ)，新建1个ANSYS工作文件保存为ｃｄｂ文件，再依次使用ＣＤＲＥＡＤ命令读入先前写好的实体模型文件(ＭｅｎｕＰａｔｈｓ：ＭａｉｎＭｅｎｕ>Ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ>ＡｒｃｈｉｖｅＭｏｄｅｌ>Ｒｅａｄ)。在此应注意，如果先后读入的2个部分发生重叠，可能是后读入的部分覆盖先前读入的部分。
      尽管ANSYS提供约200种单元模型，但因全回转架梁起重机主要由管桁架和箱形板等结构组成，故使用三维梁单元、杆单元和板壳单元构建有限元模型，并对该起重机实体模型进行必要的简化。
      针对该模型中各个不同的部件，采取多个单元模型耦合来模拟整机结构。其中，臂架系统的主副弦管和人字架采用ＢＥＡＭ189单元；臂架系统各连接板、转台、支座、支腿采用ＳＨＥＬＬ93单元；拉杆，主起升、副起升及变幅钢丝绳采用ＬＩＮＫ10单元；配重，主起升、副起升及变幅电机，旋转大轴承以及各刚性区域连接点均采用ＭＡＳＳ21质量单元。同时，根据实际钢结构情况及计算需要，对设计结构模型进行单元剖分后共得到7 925个ＢＥＡＭ189梁单元，66 237个ＳＨＥＬＬ93板壳单元数，7个ＬＩＮＫ10单元，35个ＭＡＳＳ21质量单元。
      由于全回转架梁起重机以桥梁结构为支承基础，因此对整机重量有严格限制。在确保整机强度满足设计要求的同时，为尽可能减少整机重量，采用高强度材料。其中，臂架系统主弦管采用起重机臂架专用无缝高强度钢管HSM770，转台及支座支腿等局部应力大的地方采用高强度板材HG70，其余大部分采用材料Q345A等。

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