【摘要】：汽車起重機(jī)的整機(jī)性能是由伸縮臂的強(qiáng)度和整機(jī)穩(wěn)定性決定的。伸縮臂是汽車起重機(jī)的主要承載和受力構(gòu)件，并且占整機(jī)質(zhì)量比重比較大。因此，伸縮臂的力學(xué)性能好壞不但決定了汽車起重機(jī)的整機(jī)性能，還決定著起重機(jī)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的經(jīng)濟(jì)性能。汽車起重機(jī)的種類較多，工況比較復(fù)雜，應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法需要大量的重復(fù)計(jì)算工作，不但設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，而且由于設(shè)計(jì)比較保守，使產(chǎn)品顯得笨重。 本文以汽車起重機(jī)伸縮臂為研究對(duì)象，在載荷確定和受力分析的基礎(chǔ)上，以ANSYS軟件為平臺(tái)，應(yīng)用APDL語言實(shí)現(xiàn)對(duì)伸縮臂的參數(shù)化建模、靜力學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)的二次開發(fā)。通過靜力學(xué)分析結(jié)果中的應(yīng)力、應(yīng)變和位移云圖，醒目了解伸縮臂的力學(xué)性能，并分析出滑塊、搭接量和仰角對(duì)伸縮臂的影響；應(yīng)用模態(tài)分析了解伸縮臂的各階固有頻率和振型變化情況，并校驗(yàn)臂架的動(dòng)剛度是否符合要求；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的穩(wěn)定性，并發(fā)現(xiàn)各階屈曲模態(tài)的不穩(wěn)定部位。在優(yōu)化工具箱中，結(jié)合零階和一階優(yōu)化方法對(duì)汽車起重機(jī)伸縮臂和變幅機(jī)構(gòu)三鉸點(diǎn)位置進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性情況，找到伸縮臂的最優(yōu)截面形狀和最有利三鉸點(diǎn)位置，使伸縮臂材料充分利用，減輕了伸縮臂的重量。通過ANSYS的二次開發(fā)功能和宏操作命令開發(fā)出集建模、分析和優(yōu)化于一體的汽車起重機(jī)伸縮臂研究模塊，縮短了汽車起重機(jī)的設(shè)計(jì)周期，提高了工作效率。
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH213.6
【圖文】：

合理的產(chǎn)品；通過適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)和檢測(cè)方法，不斷完善對(duì)起重機(jī)性能的認(rèn)縮臂截面形式分析材料強(qiáng)度一定的情況下，吊臂的結(jié)構(gòu)和截面形式成為提高起重機(jī)性能的小鋼板厚度可以減輕吊臂的重量，但是卻使鋼板的寬厚比增大從而增大了的風(fēng)險(xiǎn)，所以通過不斷壓形和折邊，形成其它合理的截面形式來滿足吊臂。目前常用的截面形式有矩形、梯形、六邊形、八邊形、十二邊形、U 形圖 1.1 所示。形截面制造工藝簡(jiǎn)單，具有良好的抗彎剛度和抗扭剛度，它通過上下蓋板成，在中小噸位的汽車起重機(jī)中應(yīng)用比較普遍。腹板變薄可以減輕吊臂來局部失穩(wěn)問題，所以為了滿足穩(wěn)定性要求經(jīng)常在鋼板上設(shè)置橫向加強(qiáng)區(qū)設(shè)置縱向加強(qiáng)筋或在在側(cè)板上開孔，并將鋼板卷邊以增強(qiáng)吊臂的抗屈面的下蓋板比上蓋板厚，這樣可以使中性軸下移而減小下蓋板的壓力，從定性[14]。矩形截面因?yàn)槠渥陨砣毕�，在四角焊縫處容易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集強(qiáng)度材料的承載能力得不到充分的發(fā)揮。

——風(fēng)向與伸縮臂軸線的夾角假定風(fēng)載荷垂直作用在起重機(jī)臂架上，則按受力分析可將這些載荷分解為軸向力和橫向力，伸縮臂受力圖如圖2.1所示。圖 2.1 伸縮臂受力圖Fig2.1 Force diagram of telescopic boom（1）臂架在變幅平面的計(jì)算載荷軸向力 N ： sin cos31221rQQbnPN PG （2-5）橫向力yP ： cos sin31221rQyQbnPP PG （2-6）彎矩： sin cos2221enPMPerQLxQ （2-7）式中 ——變幅平面內(nèi)重物與臂架軸線夾角； ——變幅平面內(nèi)起升繩與臂架軸線夾角。1e ——臂端定滑輪與臂架軸線的偏心距；2e ——臂端導(dǎo)向滑輪與臂架軸線的偏心距；

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2727804