伸縮臂是汽車起重機(jī)承載力的主要構(gòu)件,并且占起重機(jī)總質(zhì)量的20%~30%,占整機(jī)質(zhì)量比重較大。因此,伸縮臂架的力學(xué)性能不僅決定了起重機(jī)的整體機(jī)能,而且還影響著起重機(jī)在市場競爭中的經(jīng)濟(jì)性能。汽車起重機(jī)臂架的工況較為復(fù)雜,應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅需要大量的重復(fù)計(jì)算工作、設(shè)計(jì)周期長,而且精確度不高,設(shè)計(jì)結(jié)果比較保守,導(dǎo)致產(chǎn)品笨重,不能充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能。本文以汽車起重機(jī)U型截面伸縮臂為研究對象,在載荷施加和約束條件確定的基礎(chǔ)上,利用ANSYS軟件,應(yīng)用APDL語言實(shí)現(xiàn)對伸縮臂的參數(shù)化建模、靜力學(xué)分析、和優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對伸縮臂臂架進(jìn)行靜力學(xué)分析,得到應(yīng)力、應(yīng)變和位移云圖,直觀的了解伸縮臂架的力學(xué)性能;應(yīng)用模態(tài)分析了解伸縮臂各階固有頻率和振型變化情況,規(guī)避由外部載荷激勵(lì)引起的共振;應(yīng)用屈曲分析得到伸縮臂的屈曲特征值,通過特征值判定伸縮臂臂架的整體穩(wěn)定性。在優(yōu)化工具箱中,結(jié)合零階和一階優(yōu)化方法對汽車起重機(jī)伸縮臂進(jìn)行優(yōu)化,根據(jù)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性條件,找到伸縮臂的最優(yōu)截面形狀,使伸縮臂材料充分利用,減輕了伸縮臂的重量。這種優(yōu)化方法,很大程度上減輕了伸縮臂臂架的自重,對提高起重機(jī)伸縮臂架的起升高度和起重機(jī)整體性能有著很大的意義,同時(shí)也為大噸位的汽車起重機(jī)伸縮臂的設(shè)計(jì),提供了參考價(jià)值。
【學(xué)位單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH21
【部分圖文】：

2圖 1.2 伸縮臂起重機(jī) 圖 1.3 混合臂起重機(jī)Figure1.2 telescopic boom crane Figure1.3 brachial crane重機(jī)的臂架分為直臂式和混合式，直臂式如圖 1.2 和混合臂式如圖 1.3。在我國對重機(jī)的生產(chǎn)普遍采用伸縮臂形式，起重機(jī)正常作業(yè)時(shí)，伸縮臂是主要的受力構(gòu)件，占起重機(jī)總重的 20%~30%。在小幅度時(shí)，伸縮臂受到臂架自重和吊重，在力的，導(dǎo)致臂架彎曲，而且超載可能導(dǎo)致臂架彎曲而不能正常工作，因而臂架的強(qiáng)度重機(jī)正常工作時(shí)的起吊能力。大幅度時(shí)，伸縮臂受到臂架自重和吊重，大部分力導(dǎo)向液壓缸承受，超載的情況下，可能導(dǎo)致伸縮臂臂根形成壓潰，造成局部失穩(wěn)，造成起重機(jī)失穩(wěn)，會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)傾翻。因而，降低伸縮臂起重機(jī)臂架自重，對提機(jī)整體性能有著很大的意義，也成為了起重機(jī)行業(yè)的競爭趨勢[5]。重機(jī)行業(yè)持續(xù)不斷的發(fā)展過程中，伸縮臂臂架的截面也在不斷的優(yōu)化，臂架也在

2圖 1.2 伸縮臂起重機(jī) 圖 1.3 混合臂起重機(jī)Figure1.2 telescopic boom crane Figure1.3 brachial crane重機(jī)的臂架分為直臂式和混合式，直臂式如圖 1.2 和混合臂式如圖 1.3。在我國對重機(jī)的生產(chǎn)普遍采用伸縮臂形式，起重機(jī)正常作業(yè)時(shí)，伸縮臂是主要的受力構(gòu)件，占起重機(jī)總重的 20%~30%。在小幅度時(shí)，伸縮臂受到臂架自重和吊重，在力的，導(dǎo)致臂架彎曲，而且超載可能導(dǎo)致臂架彎曲而不能正常工作，因而臂架的強(qiáng)度重機(jī)正常工作時(shí)的起吊能力。大幅度時(shí)，伸縮臂受到臂架自重和吊重，大部分力導(dǎo)向液壓缸承受，超載的情況下，可能導(dǎo)致伸縮臂臂根形成壓潰，造成局部失穩(wěn)，造成起重機(jī)失穩(wěn)，會(huì)導(dǎo)致起重機(jī)傾翻。因而，降低伸縮臂起重機(jī)臂架自重，對提機(jī)整體性能有著很大的意義，也成為了起重機(jī)行業(yè)的競爭趨勢[5]。重機(jī)行業(yè)持續(xù)不斷的發(fā)展過程中，伸縮臂臂架的截面也在不斷的優(yōu)化，臂架也在

典型代表有：矩形、梯形、倒置梯形、五邊形、六邊形、八邊形、大圓角矩形、多邊形、U 型以及橢圓形截面如圖1.4 所示。圖 1.4：伸縮臂截面Figure 1.4the cross section of the telescopic boom四邊形截面生產(chǎn)制造中，工藝簡單，制造設(shè)備要求低，而且在抗彎能力和抗扭轉(zhuǎn)有突出的亮點(diǎn)，因此，在中、小噸位伸縮臂式汽車起重機(jī)生產(chǎn)中，四邊形截面形式的運(yùn)用非常廣泛。但是這種四邊形截面臂架在汽車起重機(jī)的承載能力方面不足，不能夠充分發(fā)揮材料的性能，并且為得到可靠地傳遞扭矩和橫向力，還需要設(shè)附加支撐。矩形截面下蓋板較厚，下蓋板承受壓力能力變大，因而增加了局部穩(wěn)定性。但矩形截面具有多處焊縫，導(dǎo)致焊縫處產(chǎn)生應(yīng)力集中，增加了作業(yè)時(shí)的安全隱患。五邊形截面具有上蓋板寬，呈倒“V”形特點(diǎn)，此結(jié)構(gòu)不僅改善了下蓋板的局部穩(wěn)定性能，而且材料的力學(xué)性能也能夠得到較好的發(fā)揮。多邊形截面是在矩形截面的基礎(chǔ)上，是上、下蓋板彎折形成。多邊形下蓋板換人腹板寬厚比比較低，有利于提高臂架的整體抗失穩(wěn)能力和局部穩(wěn)定性，受力
【參考文獻(xiàn)】

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1 曾志華;虞偉建;;ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2011年10期

2 曾成奇;衛(wèi)良保;;起重機(jī)伸縮臂有限元參數(shù)化分析[J];建筑機(jī)械;2010年09期

3 孫煥純;王躍方;劉春良;;桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的幾何非線性歐拉穩(wěn)定理論[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2007年04期

4 紀(jì)愛敏;彭鐸;劉木南;;三種工況下大型吊臂的有限元分析[J];工程機(jī)械;2006年02期

5 丁中立;國外輪式起重機(jī)產(chǎn)品市場現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向[J];專用汽車;2000年01期

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1 王彪;全地面起重機(jī)伸縮臂截面優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2014年

2 黃琳;起重機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];大連理工大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2851716