大長(zhǎng)度箱形伸縮臂在吊重較大時(shí)表現(xiàn)出很明顯的幾何非線性,將伸縮臂等效成階梯梁模型和鉸支梁模型,利用微分方程法和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法對(duì)變形后的臂架重新建立平衡方程,推導(dǎo)出臂架端部橫縱向位移與載荷的精確數(shù)學(xué)關(guān)系。同時(shí),考慮軸向載荷的二階效應(yīng),針對(duì)等效的鉸支梁部分在非線性變形過(guò)程中對(duì)階梯梁變形的影響展開(kāi)進(jìn)一步研究,給出伸縮臂端部變形量在不同載荷和仰角下的精確數(shù)值解。此理論分析結(jié)果經(jīng)有限元仿真驗(yàn)證表明,該方法計(jì)算精度高,求解速度快。 

【文章來(lái)源】：起重運(yùn)輸機(jī)械. 2020,(11)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

全臂架變形

應(yīng)對(duì)鉸支梁變形以及階梯梁變形的影響。先通過(guò)微分方法對(duì)單節(jié)臂架撓度變形與載荷的關(guān)系進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述，并對(duì)解析式中的超越方程進(jìn)行Taylor展開(kāi)，大幅簡(jiǎn)化了解析式的復(fù)雜程度。然后利用坐標(biāo)變換法對(duì)全臂架撓度變形列出平衡關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)出全臂架末端以及各節(jié)臂架末端非線性變形位移與載荷的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)等效的鉸支梁部分在非線性變形過(guò)程中對(duì)主臂變形的影響展開(kāi)了進(jìn)一步的探討，為汽車(chē)起重機(jī)臂架非線性變形的研究提出了一種全新數(shù)值計(jì)算方法，解決了以往研究中有限元方法計(jì)算慢，數(shù)值方法精度低的難題。圖1汽車(chē)起重機(jī)簡(jiǎn)圖1單節(jié)臂架端部位移-載荷關(guān)系如圖2所示，將汽車(chē)起重機(jī)的單節(jié)臂架抽象成一根長(zhǎng)度L的梁模型,其末端受軸向載荷PL，切向力FL和轉(zhuǎn)矩ML，在末端產(chǎn)生了的橫向位移δY，縱向位移δX和轉(zhuǎn)角θL。梁變形后，對(duì)任意一點(diǎn)（X，Y（X））重新建立平衡關(guān)系[8]為⑴式中：E為彈性模量，A為臂架截面面積，I為關(guān)于Z軸的慣矩。圖2單節(jié)臂架的非線性變形對(duì)式（1）兩邊分別進(jìn)行二階求導(dǎo)，得到⑵上述平衡方程邊界條件為⑶將式(3)帶入式(2)中，求得⑷其中對(duì)式(4)中變量進(jìn)行歸一化整理，整理后的物理量采用對(duì)應(yīng)符號(hào)和下標(biāo)的小寫(xiě)表達(dá)方式[9]，得其中LLXL"()()(())YEIYX=M+FLδX+PδYX4L()"()PYXYXEI=Y(0)=0Y"(0)=0L"()MYLEI=(3)LL"()()FPYLYLEI+=L32L+tanh()(cosh()1)sinh()cosh()1()cosh()FXLXXXEIYXLMEIλλλλλλλλ=2LPEIλ=x∈[01]設(shè)計(jì)計(jì)算DESIGNCALCULATION

單節(jié)臂架的非線性變形

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]起重機(jī)臂架的幾何非線性全過(guò)程分析[J]. 代麗麗,王欣,高順德.  起重運(yùn)輸機(jī)械. 2016(09)
[2]起重機(jī)伸縮臂計(jì)算方法對(duì)變形量影響分析[J]. 李艷艷,高媛,陳禮,滕儒民,孫麗,劉寶隆.  起重運(yùn)輸機(jī)械. 2012(12)
[3]計(jì)及二階效應(yīng)的大位移柔性梁桿系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析[J]. 趙欣,陸念力,羅冰.  中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào). 2010(01)
[4]起重機(jī)變幅系統(tǒng)柔性構(gòu)件非線性計(jì)算方法的研究[J]. 王欣,屈福政,高順德.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2001(01)
[5]箱形伸縮臂的設(shè)計(jì)計(jì)算[J]. 言正.  工程機(jī)械. 1979(11)

碩士論文
[1]起重機(jī)臂架簡(jiǎn)化建模有限元非線性分析研究[D]. 劉營(yíng)營(yíng).太原科技大學(xué) 2015
[2]基于非線性彎曲的伸縮臂優(yōu)化研究[D]. 齊成.大連理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3497070