铸造起重机,是依靠沿厂房轨道方向的纵向移动、小车的横向移动和吊钩的升降运动来进行搬运工作的机器。其中小车架作为起重机的主要部件之一,约占起重机总重量的16%,起着主要的承载作用,因此设计出合理的小车架结构对起重机整体的安全性、经济性有很重要的意义。以10 t铸造起重机车架为研究对象,设计以3D打印技术为主要加工方法的新型车架。首先,以车架钢板为坐标平面建立坐标系,并根据车架上减速器座,电机座,定滑轮等放置的位置为坐标点输入坐标系,确定切割的位置、尺寸,结合ANSYS有限元分析软件,通过分析车架整体结构的应力及变形情况,对车架进行局部优化。结果表明:以3D打印技术进行切割设计的起重机车架与原起重机车架强度相仿,重量减少169 kg,减重部分占改进前车架重量的17.4%。

设计了一种可在高压工况下使用的高压旋转接头,并在Ansys中抽取流体域并基于Fluent对其结构进行单向流固耦合仿真。旋转接头入口总流量为150 L/min,出口压力为240 MPa。通过仿真得到了管道内部流场的速度及压力分布情况,并将流体计算结果作为载荷导入固体结构进行静力分析,得到固体结构的形变和等效应力情况。根据仿真结果对旋转接头的结构进行二次优化并再次仿真。通过两次仿真结果的比较,表明流体域内压力随着流体介质流动方向逐渐减小,在流道汇合处出现速度峰值,优化后接头局部应力减小,形变量减小,对高压旋转接头设计优化有一定的参考价值。