【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施的規(guī)模不斷擴大,相關(guān)設(shè)備的重量、起高度和體積也越來越大,履帶起重機因其眾多優(yōu)點在工程吊裝中的應(yīng)用也越來越廣泛,臂架結(jié)構(gòu)也越來越細長化,格構(gòu)式桁架臂作為履帶起重機主要的受力部件也決定著起重機的起重性能。隨著臂架長度的增大和高強度鋼材的使用以及制造工藝的提高,臂架柔度增大導(dǎo)致剛度不足的問題比較明顯,在自重載荷下會出現(xiàn)較大的初始下?lián)献冃?當受到軸向載荷和橫向載荷后,易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)“軟化”的現(xiàn)象從而失去穩(wěn)定性,因此不能忽略這種由于二階效應(yīng)引起的幾何非線性對結(jié)構(gòu)受力和變形的影響,建立結(jié)構(gòu)變形后的平衡方程來分析結(jié)構(gòu)的非線性十分必要。常規(guī)的分析方法是在有限元中建立臂架復(fù)雜模型進行有限元分析,而在起重機設(shè)計初期,具體結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定,需反復(fù)修改結(jié)構(gòu)參數(shù)進行“試算”校核分析,但有限元法因建模復(fù)雜及非線性不收斂的問題而花費大量時間成本,為提高設(shè)計效率和設(shè)計精度,需要對臂架進行快捷而又相對準確的非線性分析。針對上述問題,在分析和總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上,從二階效應(yīng)入手對臂架進行回轉(zhuǎn)平面和變幅平面的幾何非線性解析計算,主要研究工作如下:首先,基于臨界載荷相等的原理,采用慣性矩等效的方法將格構(gòu)式桁架臂簡化為實腹式梁結(jié)構(gòu),得到臂架回轉(zhuǎn)平面和變幅平面內(nèi)的慣性矩等效公式,通過實例對比計算表明了等效公式的可行性。其次,基于二階效應(yīng)推導(dǎo)壓彎構(gòu)件非線性問題的解析公式,運用微分方程法建立壓彎構(gòu)件在變形位置后的微分方程,將微分方程分解為均承受軸向壓力的正弦曲線和多次曲線的疊加,把撓曲變形方程變換成以待定幾何參數(shù)表達的形式,根據(jù)邊界條件和平衡條件求解壓彎構(gòu)件撓曲線方程的待定幾何參數(shù)后即可求得壓彎構(gòu)件的撓曲線計算公式,將傳統(tǒng)的求解壓彎構(gòu)件變形問題從求解復(fù)雜微分方程積分常數(shù)的純數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)邊界條件和平衡條件確定撓曲線的幾何參數(shù)問題,物理意義明確,概念清晰。然后,運用推導(dǎo)的壓彎構(gòu)件非線性問題的解析公式分別對實際臂架模型進行回轉(zhuǎn)平面和變幅平面內(nèi)的非線性分析,求解臂架的撓曲變形,提高求解效率。并與有限元軟件ANSYS的幾何非線性計算結(jié)果進行對比分析,表明本文方法的合理性。運用本文方法可快速計算出臂架的變形撓曲線。最后,從臂架仰角和結(jié)構(gòu)參數(shù)對臂架變形影響角度出發(fā),研究分析臂架仰角以及寬度和高度、弦桿腹桿壁厚、外徑等對變形的影響規(guī)律,為臂架設(shè)計提供一定參考和借鑒。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH21

【參考文獻】

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1 王殿龍;駱廣;王欣;高順德;;基于弧長法的桁架臂結(jié)構(gòu)全過程非線性穩(wěn)定性分析[J];中國工程機械學(xué)報;2015年06期

2 王耿華;常大帥;羅國富;李客;;履帶起重機臂架穩(wěn)定性分析[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年03期

3 徐長思;;履帶式起重機臂架的穩(wěn)定性分析[J];廣東化工;2014年04期

4 陳宇;鄧子龍;鄭世博;;履帶起重機桅桿結(jié)構(gòu)的強度分析[J];機械制造與自動化;2013年02期

5 張振興;徐格寧;高順德;高一平;孫曉波;;超大型履帶式起重機在我國發(fā)展現(xiàn)狀探討[J];工程機械與維修;2011年08期

6 王欣;高順德;;國外履帶起重機的特點及國內(nèi)市場現(xiàn)狀[J];建筑機械;2006年13期

7 蘭朋,劉曼蘭,陸念力;彎曲梁柱結(jié)構(gòu)平面外失穩(wěn)的研究[J];工程力學(xué);2005年S1期

本文編號：2735109