我國的起重機制造業(yè)自建國以來已有幾十年的歷史了,我們的起重機設(shè)計制造受前蘇聯(lián)的設(shè)計風格影響深遠,有代表性的設(shè)計同時也是令當今眾多起重機廠津津樂道的當屬大連起重機廠的設(shè)計了,比如LD型電動單梁起重機,QD型通用橋式起重機,LH型葫蘆雙梁起重機,QZ型抓斗橋式起重機,YZ型抓斗橋式起重機等等都設(shè)計出了系列化的標準圖紙,給投標和生產(chǎn)制造帶來了很大的便利,而且也被很多起重機制造企業(yè)沿用至今,有些企業(yè)把這套前人的經(jīng)驗總結(jié)進行了整理形成了自己的標準,有些有規(guī)模的企業(yè)還在原設(shè)計基礎(chǔ)進行了重新的制圖?傊还茉鯓诱f,骨子里還是那套設(shè)計圖紙。
過去的起重機廠的設(shè)計圖紙源于上世紀七八十年代,設(shè)計考慮到的是當時的工藝水平,比如當時的焊接水平,當時的材料(多以沸騰鋼為主),以及整體的加工預(yù)制能力;可如今在焊接水平迅猛發(fā)展,鋼材制造工藝不斷提高,加工水平不斷發(fā)展的前提下,那些設(shè)計總會顯得有些捉襟見肘。《起重機設(shè)計規(guī)范》給了我們很多的設(shè)計經(jīng)驗公式,經(jīng)驗系數(shù)。無疑這些是幾十年來起重機人智慧和汗水的結(jié)晶,在不斷的失敗不斷的實踐中得到的總結(jié),但是這些設(shè)計手段過于陳舊,和幾十年前的設(shè)計方法鮮有出入,與飛速發(fā)展的生產(chǎn)工藝水平不相映襯;本身基于初等彎曲理論(材料力學)的設(shè)計思想就存在很多的不足,比如問題的考慮角度,求解的深度等等,這無疑會打擊設(shè)計人員在產(chǎn)品升級過程中對結(jié)構(gòu)安全性把握的信心,對結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏十足的把握,繼而只能往結(jié)果上加乘安全系了,這樣使得優(yōu)化和產(chǎn)品升級失去了原本意義。一定程度上講,使的起重機設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)計算望而卻步甚至加劇了對原有設(shè)計的盲目崇拜。然而復雜的高等彎曲理論(彈性力學,振動力學,斷裂力學等)對設(shè)計人員的自身素質(zhì)要求過高,應(yīng)用也過于復雜,不具備適用性和可操作性。然而隨著有限元技術(shù)的發(fā)展使得這一矛盾得到了解決,現(xiàn)行的有限元程序很多,龍輝起重以ANSYS為例對起重機結(jié)構(gòu)進行有限元模擬,采用板殼單元模擬箱型結(jié)構(gòu),梁單元模擬桁架桿系結(jié)構(gòu),通過數(shù)字化建模技術(shù)對結(jié)構(gòu)的幾何尺寸進行還原,進而通過與實際結(jié)構(gòu)更接近的三維模型進行結(jié)構(gòu)的靜力分析,對各種不同的工況分別施加載荷,計算起重機的剛度強度穩(wěn)定性等各項力學參數(shù),分析材料在結(jié)構(gòu)中的受力情況;通過模態(tài)分析計算結(jié)構(gòu)的振動特性,諧波響應(yīng)分析計算在驅(qū)使頻率下的響應(yīng)等等;
與傳統(tǒng)的計算方法相比,我們可以更科學地以板殼理論,實體空間理論為基礎(chǔ)去認知結(jié)構(gòu),分析結(jié)構(gòu),這是傳統(tǒng)的計算方法很難做到的,材料力學的簡支梁理論從一個整體的概念去考慮問題會忽略很多東西;而經(jīng)驗公式法和系數(shù)法又跟不上工藝水平的發(fā)展;只有通過先進的自然科學來彌補對結(jié)構(gòu)認知的不足。