本文關(guān)鍵詞：履帶起重機臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性研究

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【摘要】：國民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的擴大,促使相關(guān)設(shè)備的質(zhì)量、體積和起升高度越來越大,履帶起重機在吊裝行業(yè)越加凸顯出自身的優(yōu)越性。作為履帶起重機的主要承載部件,臂架系統(tǒng)的性能在很大程度上決定了起重機的起重能力。除強度、剛度方面的考慮,其穩(wěn)定性由于具有突發(fā)性而受到廣泛關(guān)注。以往設(shè)計將臂架的變幅平面看做簡支梁,回轉(zhuǎn)平面看做懸臂梁,顯然其回轉(zhuǎn)平面的穩(wěn)定性弱于變幅平面。然而當臂架發(fā)生回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)時,鋼絲繩、拉板等牽引系統(tǒng)的牽引力隨臂架偏移而發(fā)生作用力方向的改變,即對臂架系統(tǒng)產(chǎn)生非保向作用,會對臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面的穩(wěn)定性產(chǎn)生有利影響。針對上述問題,本文對履帶起重機的主臂工況、帶腰繩主臂工況、單撐桿工況和雙撐桿工況進行了臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性的研究。由于臂架為空問格構(gòu)結(jié)構(gòu),直接對其進行解析分析存在難度,因此首先從臨界載荷相等的原理出發(fā),推導四肢格構(gòu)構(gòu)件簡化為實腹構(gòu)件的慣性矩等效計算公式；然后,對各工況的臂架系統(tǒng)進行分析研究,通過建立撓曲線微分方程推導回轉(zhuǎn)平面臨界載荷的特征方程,并通過實例驗證算法的合理性；最后,針對不同臂架系統(tǒng)的特點,分析各部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)對回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性的影響,為實際工程設(shè)計提供參考；同時針對作業(yè)工況繁多、工作量大的情況,利用MATLAB建立批量計算穩(wěn)定性的計算系統(tǒng)。論文的主要研究工作如下：(1)基于臨界載荷相等的原理,研究格構(gòu)構(gòu)件實腹化的慣性矩等效方法,并通過實例驗證所得公式的合理性。(2)根據(jù)鐵摩辛柯彈性穩(wěn)定理論,研究受非保向力作用的梁的臨界載荷,分析僅有拉板牽引作用的主臂發(fā)生回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)的臨界載荷求解方法。(3)分別對帶腰繩輔助裝置的臂架系統(tǒng)、單撐桿臂架系統(tǒng)、雙撐桿臂架系統(tǒng)進行力學模型簡化,得到各構(gòu)件軸力,并在假設(shè)各部件發(fā)生回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)曲線的基礎(chǔ)上,得到非保向力的軸向分力和側(cè)向分力；然后,對各部件進行受力分析并分段建立撓曲線微分方程,通過邊界條件和變形協(xié)調(diào)條件,求解得到各工況臂架系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)臨界載荷的特征方程,并進一步通過數(shù)值逼近求解的方法得到具體載荷值。基于此,分析臂架的結(jié)構(gòu)特點,建立批量計算多工況臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)臨界載荷的計算系統(tǒng)。(4)從臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性的角度出發(fā),分析腰繩的長度、安裝角度和安裝位置的影響,為腰繩設(shè)計提供參考；分析折線臂各部件結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響,給出副臂和撐桿回轉(zhuǎn)平面慣性矩的推薦取值、撐桿長度的選取等,為折線型臂架系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：履帶起重機 臂架系統(tǒng) 腰繩 回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性 非保向力
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH213.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 履帶起重機概述10-11
• 1.2 履帶起重機的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢11-12
• 1.2.1 履帶起重機的發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.2 履帶起重機的未來趨勢11-12
• 1.3 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性12-14
• 1.3.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論12-13
• 1.3.2 格構(gòu)式臂架穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文的研究意義及主要內(nèi)容14-17
• 1.4.1 研究背景及意義14-15
• 1.4.2 主要工作內(nèi)容15-17
• 2 履帶起重機臂架系統(tǒng)概述及非保向力分析理論基礎(chǔ)17-30
• 2.1 履帶起重機臂架系統(tǒng)概述17-19
• 2.1.1 臂架系統(tǒng)組成17-18
• 2.1.2 臂架結(jié)構(gòu)特點18-19
• 2.2 格構(gòu)式臂架的實腹化19-22
• 2.2.1 格構(gòu)式臂架的慣性矩等效19-21
• 2.2.2 算例驗證21-22
• 2.3 非保向力分析理論基礎(chǔ)22-27
• 2.3.1 非保向力22-23
• 2.3.2 撓曲線微分方程23-25
• 2.3.3 載荷通過一定點的梁的臨界載荷25-27
• 2.4 主臂工況臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)臨界載荷27-29
• 2.4.1 主臂工況臂架系統(tǒng)27
• 2.4.2 失穩(wěn)臨界載荷求解27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 帶腰繩臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性研究30-44
• 3.1 腰繩裝置介紹30-31
• 3.2 帶腰繩臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性解析計算31-37
• 3.2.1 回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)臨界載荷推導31-35
• 3.2.2 臨界載荷數(shù)值求解35-36
• 3.2.3 算例驗證36-37
• 3.3 腰繩安裝參數(shù)對臂架系統(tǒng)的影響分析37-43
• 3.3.1 腰繩對臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性影響37-38
• 3.3.2 腰繩參數(shù)改變方式38-39
• 3.3.3 腰繩長度的影響39-40
• 3.3.4 腰繩安裝角度的影響40-41
• 3.3.5 腰繩安裝位置的影響41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 4 折線型臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性研究44-71
• 4.1 單撐桿工況臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性解析計算44-52
• 4.1.1 回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)臨界載荷推導44-51
• 4.1.2 算例驗證51-52
• 4.2 雙撐桿工況臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性解析計算52-61
• 4.2.1 回轉(zhuǎn)平面失穩(wěn)臨界載荷推導52-59
• 4.2.2 算例驗證59-61
• 4.3 臂架系統(tǒng)回轉(zhuǎn)平面臨界承載力計算系統(tǒng)61-70
• 4.3.1 變截面結(jié)構(gòu)的臨界載荷61-63
• 4.3.2 臂架模型處理63
• 4.3.3 回轉(zhuǎn)平面臨界承載力計算系統(tǒng)設(shè)計63-66
• 4.3.4 算例驗證66-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 5 折線臂各部件結(jié)構(gòu)參數(shù)對回轉(zhuǎn)平面穩(wěn)定性的影響分析71-82
• 5.1 單撐桿工況各結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響分析71-75
• 5.1.1 主臂回轉(zhuǎn)平面慣性矩的影響分析71-72
• 5.1.2 副臂回轉(zhuǎn)平面慣性矩的影響分析72-73
• 5.1.3 撐桿的影響分析73-75
• 5.1.4 主副臂夾角的影響分析75
• 5.2 雙撐桿工況結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響分析75-80
• 5.2.1 主臂回轉(zhuǎn)平面慣性矩的影響分析76-77
• 5.2.2 副臂回轉(zhuǎn)平面慣性矩的影響分析77-78
• 5.2.3 撐桿的影響分析78-80
• 5.3 本章小結(jié)80-82
• 結(jié)論82-84
• 參考文獻84-87
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況87-88
• 致謝88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉金江;;履帶起重機產(chǎn)品現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];建筑機械;2009年05期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 宋萬軍;高聳塔架結(jié)構(gòu)豎向主桿失穩(wěn)損傷診斷的試驗研究[D];武漢理工大學;2012年

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本文編號：954500