起重機(jī)CAE整體解決方案
起重機(jī)械CAE整體仿真是為了優(yōu)化起重機(jī)的設(shè)計(jì)和性能，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，提高效率和質(zhì)量。同時(shí)，還可以為了起重機(jī)的維護(hù)、升級(jí)和改進(jìn)提供參考數(shù)據(jù)和方案。
當(dāng)進(jìn)行起重機(jī)仿真時(shí)，可以對(duì)起重機(jī)的各個(gè)部件進(jìn)行分析和優(yōu)化，例如：
整體鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
行走軌道強(qiáng)度分析
連接件焊縫疲勞分析
液壓系統(tǒng)能耗分析
起重葫蘆鋼索受力，吊運(yùn)穩(wěn)定性，倒鏈座承載能力分析
起升制動(dòng)器承載能力，制動(dòng)噪聲，熱分析
電機(jī)效率分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，振動(dòng)噪聲，散熱分析
減速器齒輪、軸、鍵、殼體強(qiáng)度，軸承疲勞壽命，潤滑油道設(shè)計(jì)，輕量化設(shè)計(jì)
整體鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
對(duì)于起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的分析，主要選取起重機(jī)鋼架的主框架和懸臂部分。
根據(jù)實(shí)際工況，進(jìn)行靜載和動(dòng)載仿真，計(jì)算起重機(jī)鋼架及懸臂的應(yīng)力和變形，分析鋼結(jié)構(gòu)在不同工況下的應(yīng)力分布和最大應(yīng)力值等參數(shù)，用于確定鋼架強(qiáng)度是否滿足要求。
行走軌道強(qiáng)度分析
針對(duì)起重機(jī)行走軌道，可以通過模擬鋼軌在不同工況下的運(yùn)行狀態(tài)，包括震動(dòng)或是小車的沖擊等。通過分析軌道與輪子之間的接觸情況，輸出輪軌的應(yīng)力和變形，評(píng)估輪軌在特定工況下的承載能力。
基于仿真結(jié)果對(duì)輪軌結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，例如增加支撐梁、采用導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等方式，以提高輪軌的作業(yè)強(qiáng)度和抗變形能力。
連接件焊縫疲勞分析
起重機(jī)連接件中，焊接結(jié)構(gòu)和焊接機(jī)械零件都是在變載荷下工作的，疲勞破壞是這種構(gòu)件的主要破壞形式。其中既有大量焊縫疲勞問題，又有母材應(yīng)力疲勞問題，不同的焊接形式，疲勞失效的位置也不同。因此，有必要通過CAE工具快速評(píng)估具有復(fù)雜疲勞問題焊接結(jié)構(gòu)的安全性。
通過仿真對(duì)焊縫施加不同幅值大小及次數(shù)的載荷荷載作用，并利用耐久性評(píng)估方法評(píng)估其疲勞破壞壽命。在軟件后處理中，能夠得到疲勞失效的位置、損傷量以及結(jié)構(gòu)疲勞壽命，進(jìn)而進(jìn)行疲勞優(yōu)化。
液壓、控制系統(tǒng)仿真
液壓、控制系統(tǒng)是起重機(jī)中非常重要的組成部分。通過仿真能夠考慮液壓系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能以及力學(xué)性能，如液壓泵出口壓力、油缸升降速度、搭載物體的舉升速度、液壓系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)載荷等參數(shù)，以評(píng)估并優(yōu)化系統(tǒng)響應(yīng)速度，舉升能力和控制精度，從而降低系統(tǒng)作業(yè)能耗。
起重葫蘆
鋼索受力
鋼索是起重葫蘆中非常重要的部件，可以利用仿真對(duì)鋼索的受力情況進(jìn)行分析和模擬。包括在不同角度吊運(yùn)過程鋼索所受到的應(yīng)力、變形等情況，并輸出鋼索開裂、拉斷等破壞機(jī)制的影響因素和強(qiáng)度參數(shù)。這些參數(shù)可以幫助設(shè)計(jì)師優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料選型，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
吊運(yùn)穩(wěn)定性
起重葫蘆在吊運(yùn)過程需要保持穩(wěn)定，避免起重物體晃動(dòng)或傾斜，影響工作效率和安全性。吊運(yùn)過程的穩(wěn)定性是評(píng)判起重葫蘆優(yōu)劣的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一。
在設(shè)計(jì)過程中，需要考慮吊運(yùn)過程中的慣性力、風(fēng)荷載等因素，通過仿真分析吊運(yùn)時(shí)不同環(huán)境因素（如風(fēng)速、震動(dòng)等）對(duì)吊運(yùn)穩(wěn)定性的影響，有助于生產(chǎn)廠商更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)提供更準(zhǔn)確的操作指南。
倒鏈座承載能力分析
模擬不同工況下倒鏈座（吊鉤、吊板）的受力情況，分析倒鏈座的承載能力，包括吊鉤或吊板所承受的最大載荷以及應(yīng)力分布情況等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)有助于確定倒鏈座的強(qiáng)度上限，并對(duì)部件等結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化調(diào)整。
起升制動(dòng)器
制動(dòng)力矩、承載能力分析
通過仿真計(jì)算起升制動(dòng)器在實(shí)際作業(yè)工況下的制動(dòng)力矩和承載能力，保證其在實(shí)際工作條件下的性能表現(xiàn)。
產(chǎn)熱和熱應(yīng)力分析
考慮起升制動(dòng)器在制動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量和熱應(yīng)力，通常是通過仿真計(jì)算制動(dòng)器的溫度分布和熱應(yīng)力，輸出最大溫度、最大熱應(yīng)力等參數(shù)，以確保其在實(shí)際作業(yè)工況下的熱穩(wěn)定性和可靠性。
制動(dòng)噪聲分析
制動(dòng)噪聲不但會(huì)產(chǎn)生環(huán)境噪聲，同時(shí)也使生產(chǎn)商因更換制動(dòng)器導(dǎo)致成本增加。因此，噪聲的產(chǎn)生和抑制已經(jīng)成為制動(dòng)器設(shè)計(jì)和制造的重要考慮因素。
通過仿真模擬制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)的真實(shí)接觸狀態(tài)，將制動(dòng)器摩擦副之間的摩擦力作為外力引入到振動(dòng)微分方程進(jìn)行復(fù)模態(tài)分析，研究不同材料、幾何等特性對(duì)制動(dòng)噪聲的影響。
電機(jī)
電機(jī)效率分析
對(duì)于電磁仿真計(jì)算電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)分布情況、電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、電流下的電磁力和扭矩值、電機(jī)內(nèi)部導(dǎo)體的損耗情況等，以便優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)子/槽型、繞組設(shè)計(jì)，提升電機(jī)電磁性能。
電機(jī)振動(dòng)噪聲分析
電磁力是電磁結(jié)構(gòu)的噪聲源之一，對(duì)于電機(jī)的NVH仿真，主要通過有限元分析電機(jī)的振動(dòng)和噪聲。
通過電磁仿真計(jì)算電機(jī)磁場(chǎng)，提取電磁力作為振動(dòng)分析工具的載荷輸入，計(jì)算各個(gè)部件的振動(dòng)響應(yīng)和傳遞特性，評(píng)估并優(yōu)化電機(jī)NVH性能。
電機(jī)散熱分析
對(duì)于電機(jī)的散熱分析，需要結(jié)合流體仿真，分析電機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)和溫度分布情況，確定并優(yōu)化電機(jī)在不同工況下的熱負(fù)荷和散熱需求。電機(jī)熱分析包括散熱方式建模以及電機(jī)空間溫升計(jì)算。
減速器
減速器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞壽命分析
主要選取減速器齒輪、軸、鍵、殼體進(jìn)行強(qiáng)度分析，通過仿真確保各部件在實(shí)際作業(yè)下的承載能力能夠滿足實(shí)際工作條件下的要求。
針對(duì)軸承壽命分析常用的仿真方法包括多體動(dòng)力學(xué)仿真，通過計(jì)算軸承的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，輸出軸承的磨損量、摩擦力、接觸應(yīng)力等參數(shù)，以評(píng)估軸承壽命及可靠性。
此外，還需要考慮減速器在工作時(shí)的振動(dòng)噪聲特性。
潤滑油道設(shè)計(jì)
減速器的潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要保證潤滑油能夠充分潤滑各個(gè)部件，并保持適宜的工作溫度。
結(jié)合流體仿真模擬潤滑油在減速器內(nèi)的流動(dòng)狀況，計(jì)算潤滑油的流動(dòng)情況和熱傳導(dǎo)特性，輸出油流速度、溫度分布、油道壓力等參數(shù)，預(yù)測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)齒輪、曲軸連桿的甩油形態(tài)及扭矩，以評(píng)估并優(yōu)化減速器潤滑系統(tǒng)。
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齒輪、殼體輕量化設(shè)計(jì)
通過仿真優(yōu)化減速器齒輪及殼體的結(jié)構(gòu)形態(tài)和材料分布，在保證減速器剛度、強(qiáng)度要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)減速器減重，降低減速器的生產(chǎn)制造成本。
