【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國工程機械也得到長足發(fā)展。全地面起重機具有短距高效的轉(zhuǎn)場能力,在各大工程領(lǐng)域中大展身手。隨著客戶對起升高度和起重量要求越來越高,伸縮臂全伸長度變得越來越長。此時,在進行伸縮臂的設(shè)計時,穩(wěn)定性變的越來越重要。伸縮臂截面直接決定了截面慣性矩,截面慣性矩直接影響伸縮臂臨界載荷。因而研究伸縮臂的截面尺寸對慣性矩的影響,進而研究對臨界載荷的影響以及敏感性是有必要的。以U型截面為例分析結(jié)果表明,當伸縮臂的材料、支撐方式、長度一定時,伸縮臂屈曲臨界力隨著折彎半徑(R_0)增大而減小,然而隨其余截面尺寸增大均增大。敏感性分析表明最為敏感的是基本臂截面寬度(d_0),其次是基本臂截面高度(H_0),敏感性最小的是末節(jié)臂(臂頭節(jié))截面下蓋板厚度(w_(52))。為了提高伸縮臂的穩(wěn)定性,在大型或超大型全地面起重機伸縮臂上加裝超起裝置已成為一種普遍趨勢。但在起重機設(shè)計規(guī)范GB/T3811-2008中暫無五節(jié)臂以上及超起裝置設(shè)計規(guī)范。因而研究超起裝置對伸縮臂的屈曲臨界載荷的影響是具有重要意義的。通過對超起裝置對伸縮臂屈曲臨界載荷影響的研究,發(fā)現(xiàn)臨界吊重隨著超起撐桿夾角?增大先增大后減小。臨界吊重隨著超起撐桿長度H的增大先有一個略微減小的趨勢,然后迅速增大,當超起撐桿長度H達到某一長度時繼續(xù)增大H值對臨界吊重提升不再明顯。臨界吊重隨著超起撐桿與伸縮臂的鉸接點到基本臂根部的距離L增大而增大,說明將超起撐桿安裝在基本臂靠近末端最有利。在此基礎(chǔ)上,分析了現(xiàn)有超起裝置的不足之處,并提出一種方案彌補現(xiàn)有超起裝置的不足,通過有限單元法驗證了方案的有效性。伸縮臂變長后由于自重會產(chǎn)生初始下?lián)?在生產(chǎn)、制造、運輸?shù)冗^程中產(chǎn)生初始缺陷也在所難免,因而基于ANSYS Workbench協(xié)同仿真平臺,引入初始缺陷對伸縮臂進行了含結(jié)構(gòu)缺陷的非線性屈曲分析。分析結(jié)果表明,伸縮臂的臨界載荷隨著缺陷因子的增大會進一步下降,充分說明考慮初始結(jié)構(gòu)缺陷是有必要的。
【圖文】：

荷因子（Load Multiplier）作為輸出變量。在 ANSYS 中線性屈曲臨界載荷的計算等于初始載荷乘上屈曲載荷因子，當初始載荷不變時，屈曲載荷因子就直接表征了桿件抵抗屈曲的能力。整個屈曲敏感分析流程如圖2.8，先進行靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析（Static StructuralA），在進行線性屈曲分析（Linear Bucking B），最后進行 Design Exploration 中的相應(yīng)面分析(Response Surface C)。圖 2.8 屈曲敏感分析流程Fig.2.8 Buckling Sensitive Analysis Process

模型建立ch 中的 Design Modeler 模塊提供良好的建模功能，不像 ADPL（比較繁瑣，特別適合初次接觸 ANSYS 軟件的人。當然 WorkbenUG 等大型三維 CAD 軟件接口，可以先將模型在大型三維 CAD Workbench。本章直接利用 Design Modeler，采用概念建模方式，即：在草繪平面內(nèi)先分別繪制 6 條與伸縮臂臂節(jié)等長的線段，ketches 形成線體，再為每條線體附上截面，最后將所有線體選中rt，至此伸縮臂有限元模型建立完成，如圖 2.9。（由于本章分析的局部屈曲，故搭接滑塊暫時不予考慮）。值得注意的是在生成線設(shè)置為 Add Frozen，，否則 6 條線體自動匯合形成 1 條無法分別賦
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH21

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2704231