重機作為工業(yè)常用的起重機運輸機械，在安全性方面要求很高。一旦出現事故，輕者影響生產，重者危及工作人員的生命。因此，對起重機強度校核和安全性提出很高要求。所以全面提升產品研發(fā)能力，縮短新產品的設計周期，分析產品結構，優(yōu)化產品設計，降低產品的制造成本，以最快的速度和最好的質量滿足客戶的需要是起重機行業(yè)的目標。

　　一、桁架式起重機的三維建模

　　桁架式起重機由于節(jié)約材料、結構簡單、受力明確、迎風面少，所以很受做港口起重機企業(yè)的歡迎。由于桁架式起重機大量使用型材焊接而成，所以在三維設計和出工程圖方面是比較麻煩的。為了提高設計的效率和便于以后分析，可利用solidworks的焊接功能，在零件環(huán)境下，利用多實體進行設計。其設計流程如下：

　　1、 實施產品模塊化設計，焊接輪廓庫的建立

　　由于桁架起重機大量使用型材，所以型材的界面就顯得尤為重要。運用solidworks設計庫功能，可以把需要的焊接輪廓全部做成焊接輪廓庫，放在設計庫中，以后需要的時候就可以直接調用。

　　此焊接輪廓庫可以包含經常用到的方鋼、矩形管、槽鋼、工字鋼、圓鋼、角鋼等。還可以建立自己定義的輪廓，比如企業(yè)經常將兩個工字鋼焊接在一起來做主梁的主要結構，其形狀如下圖所示：

　　運用建立的輪廓快速生成結構件

　　二、實現產品的設計驗證

　　對于桁架式起重機,傳統(tǒng)的設計方法就是對其進行強度、剛度和穩(wěn)定性計算,以保證起重機安全可靠。要達到安全設計，比較可靠的辦法就是做試驗，但是需要大量的試驗經費，而且不能滿足在高速發(fā)展的社會需要。這就有必要找到一種快捷的數值模擬的計算方法，比較精確地模擬起重機的實際工況。

　　Solidworks simulation是一個與solidworks完全集成的設計分析系統(tǒng)，它提供了單一的屏幕解決方法來進行應力分析、頻率分析、扭曲分析等。它憑借著快速解算器的強有力支持，使得能夠使用個人計算機快速解決大型問題。

　　對于起重機，主要承受起重機本身自重，風載荷，運行沖擊載荷及起吊重物重量。理論分析可以確定采用結構線性靜態(tài)分析。由于整機結構系統(tǒng)均由梁結構構成，故采用梁單元。

　　梁單元是把框架分解成很小的直桿，并應用相似的變形到每個直桿。每個直桿有兩個節(jié)點，每個節(jié)點有6個自由度。比如下面的框架結構，采用梁單元可以劃分為其原理如下圖所示：

　　框架三維模型

　　橫梁單元網格結構

　　建立好的輪廓庫如下圖所示：

　　設計庫內容

　　1、 運用3D草圖，提高設計效率

　　傳統(tǒng)的設計軟件都是直接從二維草圖開始，三維草圖效果差，實現困難。而桁架起重機需要的恰恰就是3D結構，以便于結構件的生成。現在solidworks三維設計可以直接從3D草圖開始繪制，像桁架門式起重機的骨架就可以直接搭建。而且可以3D草圖與2D草圖可以相互交替使用。搭建好的3D草圖如下圖所示：

　　3D草圖輪廓

　　2、 使用焊接輪廓直接生成三維模型和工程圖

　　設計好的3D草圖，借助于設計好的焊接輪廓庫，可以直接快速的生成三維模型。而且所有的結構件都是在零件中自動以多實體的形式表現，不需要轉化為裝配體狀態(tài)。還可以定義每個實體的屬性，包括材料、重量、長度等，所有的這些屬性還可以帶到工程圖中。由于有焊接實體結構，在工程圖中可以直接生成切割清單，也就是企業(yè)中經常用到的材料明細表。如下圖所示：

　　起重機三維模型