浅谈MDSOLIDS软件在吊装方案编制过程中的应用

秦峰 QIN Feng

（迪尔集团有限公司，济宁 272000）

摘要： 在大型电力建设工程项目规划和施工过程中，大型设备吊装工程起到举足轻重的作用。吊装方案的编制直接影响到吊装工程成本，吊装工程的安全施工。随着信息技术的不断发展，计算机软件越来越多的应用到吊装方案编制及其计算过程，不仅能够提高吊装计算准确度，而且能够大大节省方案编制时间。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ： MDSOLIDS软件；抗弯截面系数；应力

中图分类号：TU758 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0071-03

作者简介：秦峰（1981-），男，山东济宁人，技术办公室主管，工程师，研究方向为机电设备安装及大型设备吊装。

0 引言

采用非常规起重设备、方法进行设备吊装时，编制方案时就要对一些吊装梁进行强度校核等计算，这就要求方案编制人员必须掌握材料力学相关知识。由于各技术人员知识水平参差不齐，对材料力学相关知识的掌握程度不一，就造成了在计算过程中难免出现错误，或者计算正确但是不能十分确定的情况。

近几年逐渐涌现出很多力学计算软件逐渐被应用于吊装工程计算与模拟中，比如MDSOLIDS材料力学软件。这是一款英文软件，其专业要求不高，操作计算过程比较简单。利用MDSOLIDS软件可以计算吊装承载梁（尤其是一些自制的吊装梁）的抗弯截面系数、承载梁受力及杆件受压情况等，而且可以利用这一软件直接输出受力图、剪力图、弯矩图等，节省吊装方案编制时间，提高计算准确度，解决了部分技术人员的后顾之忧。

1 吊装方案受力计算与绘图

下面以内蒙古某项目锅炉锅筒吊装为例讲述一下受力梁抗弯截面系数计算及弯矩计算。

此工程项目锅炉为上海锅炉厂生产的SG－480/9.81-M2304循环流化床锅炉，锅筒内径Φ1600mm，壁厚为100mm，材质为SA-299，筒身长度14250mm，总长16250mm。锅筒本体重量为70.306吨，内部装置重量为4.806吨，汽包吊架部分重量约为6.972吨，汽包的总重约为82.084吨。采用两台10T卷扬机配合2套100T滑轮组水平吊装施工工艺。

1.1 抗弯截面系数计算

一些标准型材、管材的抗弯截面可以在五金手册中查表得到，但是一些自制的吊装梁抗弯截面系数就需要计算才能得到。应用MDSOLIDS软件可以让一些材料力学知识掌握的不是很好的技术管理人员很容易求解。

初步选择两根2500mm长、如下截面箱型梁（如图1）作为此锅炉锅筒吊装梁。

现以如图1箱型梁抗弯截面系数计算举例说明：

①打开MDSOLIDS软件，点击MDSolids Modules。

选择九大界面中的Section Properties（截面属性），大家就可以看到Simple（简易的，比如钢管截面）、Flanged（折边的，比如槽钢截面）、Double（双拼的，比如双拼工字钢）、Standard（标准的）四个菜单。点击Double，在菜单中选择Double I-shape，弹出双拼工字钢设计界面，在这个界面中，输入双拼工字钢截面宽度、腹板厚度、翼缘厚度、腹板高度、两腹板间宽度，Axes（坐标系）选择y-z，单位设置成mm，Rotate根据放置方式选择，在这里我们选择“0”，输入箱型梁（图1）中的各参数，如图2。

②最后点击Compute（计算），弹出计算结果界面（如图3），点击Z axis Properties，界面中的Iz为Z轴的惯性矩，Sz就是我们要求的抗弯截面系数（即Z轴的抗弯截面系数）；点击Y axis Properties，界面中的Iy为y轴的惯性矩，Sy为y轴的抗弯截面系数；点击计算结果界面中的“Excel”，我们可以把计算结果自动保存在一Excel文档中。

从图3中即可得箱型梁的抗弯截面系数：

1.2 吊装承载梁受力计算

受力计算一直是部分工程技术人员欠缺或者拿捏不准的地方，但是应用MDSOLIDS软件进行计算，结果一目了然，不用再怀疑自己的计算结果；受力图、弯矩图自动输出，可自动保存，直接复制到吊装方案中，节省计算、绘图时间。通过计算得每侧吊装梁中间承力为52.4t，现在通过软件计算此吊装梁所承受的最大弯矩。

①打开MDSOLIDS软件，点击MDSolids Modules，选择九大界面中的Determinate Beams,点击第一种受力梁，弹出界面，在弹出界面中输入Total Beam Length（梁总长度），Location of left support（左侧支点位置），Location of right support（右侧支点位置）。

②点击Enter，弹出一个施加荷载的操作界面，在弹出界面中根据实际情况施加载荷，以施加向下载荷为例说明，点击“向下载荷”图标，在Load Location（载荷位置）中输入施加载荷处的X轴坐标，选择单位mm；在Load Magnitude（载荷大小）中输入施加载荷大小，并选择单位kN。

③点击Enter，依次类推，在原先界面中可继续添加第二、第三载荷。

④点击Enter，弹出的界面即为受力计算结果界面，第一张图为受力图，如图4，点击“Reactions”（支反力）即可显示出左右两侧支点处的支反力；第二张图片为剪力图，如图5；第三张图片中为力矩图，如图6，图中显示的为载荷处的弯矩大小，即可得出最大弯矩。

从图6中可得，吊装梁所承受最大弯矩为255712kN·mm。

1.3 最大应力求解

根据1.1和1.2中的抗弯截面系数和最大弯矩即可求得最大应力：

此箱型梁满足吊装要求。

1.4 受压杆件受力计算

MDSOLIDS软件也可针对受压杆件，利用软件中的“受压杆件（Columns单元）”进行受力计算分析，这里不再详细叙述。

2 结束语

目前，设备吊装施工中存在一些问题，例如技术人员专业性不强、吊装计算错误或者不精确，通过以上对MDSOLIDS软件的举例应用，我们可以看出利用MDSOLIDS软件可以解决技术人员专业性不强、吊装计算繁琐、受力图绘制难等问题。利用MDSOLIDS软件，我们可以提高吊装方案受力计算准确性，直接输出受力图等，节约吊装方案编制时间。

教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献：

[1]郑立庆.钢箱梁吊装施工探讨[J].山东交通科技，2014（06）.

[2]王鲁君.计算机在重型设备吊装方案编制中的应用[J].石油工程建设，2003（03）.

[3]王广明，万玉新.现代计算机软件虚拟技术在吊装施工领域中的应用[J].石油化工建设，2012（04）.