本文關(guān)鍵詞： 臂架系統(tǒng) 流固耦合 ANSYS 模態(tài) 固有頻率　出處：《長沙理工大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：混凝土泵車臂架振動問題是當(dāng)前研究工程實際應(yīng)用的熱點問題。臂架系統(tǒng)是混凝土泵車的核心結(jié)構(gòu)之一，臂架系統(tǒng)的振動將直接影響澆注效率和泵送質(zhì)量，且易造成疲勞破壞和臂架折斷，因此臂架系統(tǒng)的動力學(xué)研究具有重要現(xiàn)實意義。而混凝土的壓力脈動引起臂架系統(tǒng)的振動也是一個不容忽視的問題。泵車工作時，臂架的振動與混凝土在輸送管內(nèi)的流動耦合，屬于典型的輸流管道流固耦合動力學(xué)問題，雖然混凝土在管內(nèi)流速較小，但由于其密度較大且臂架剛度較弱，所以混凝土與臂架之間耦合作用不可忽視。在此，本文基于ANSYS平臺，對臂架系統(tǒng)進行流固耦合模態(tài)研究。研究工作主要包括以下幾個方面： 1．借助于泵車振動動力學(xué)模型建立了臂架系統(tǒng)動力學(xué)微分方程，并結(jié)合ANSYS軟件計算原理，對臂架系統(tǒng)流固耦合動力學(xué)分析進行理論機理研究，同時介紹了混凝土泵車臂架模態(tài)分析機理。 2．為便于模型求解計算，對臂架模型進行了合理簡化。選取能較真實模擬實際的有限元單元，建立了五節(jié)混凝土泵車臂架系統(tǒng)水平工況有限元模型。 3．基于ANSYS平臺，通過APDL命令流編寫，對泵車臂架系統(tǒng)進行模態(tài)仿真分析。分別模擬混凝土在管道中的輸送過程，仿真計算混凝土輸送至各節(jié)時臂架系統(tǒng)的模態(tài)情況，，并與空管時臂架系統(tǒng)的模態(tài)進行對比，得出流固耦合作用對臂架固有頻率和振型的影響；將空管和全部充滿時臂架系統(tǒng)的固有頻率進行數(shù)值計算，得出考慮流固耦合作用與不考慮流固耦合的固有頻率之間的關(guān)系。 4．建立了臂架系統(tǒng)三種典型工況模型，分別對其進行模態(tài)分析，對比分析各工況下流固耦合模態(tài)固有頻率和振型；改變臂架厚度值，對臂架進行了仿真模擬，計算結(jié)果表明了隨著節(jié)臂厚度的增加，剛度增強，固有頻率不斷增大，但當(dāng)節(jié)臂厚度增加到一定值后，固有頻率影響較小，此時可以從強度和疲勞的角度對其進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)更為卓越的穩(wěn)定性。
[Abstract]:The vibration problem of concrete pump truck is a hot problem in actual engineering application. The boom system is one of the core structure of the concrete pump, the vibration of the boom system will directly affect the efficiency of pumping and pouring quality, and easy to cause fatigue damage and broken arm, so the dynamics of the arm system has important practical the significance and concrete. The pressure fluctuation caused by vibration of the boom system is also a problem can not be ignored. When the pump work, the boom vibration and concrete in conveying flow coupling tube, which belongs to the pipeline fluid solid coupling dynamics of the typical problems, although the concrete velocity in the tube is small, but because of its high density and arm stiffness is weak, so between the concrete and the arm coupling effect can not be ignored. In this paper, based on the ANSYS platform, the boom system research on fluid solid coupling mode. The main research work It includes the following aspects:
1., with the help of the vibration and dynamics model of the pump truck, the dynamic differential equation of the boom system is established. Combined with the calculation principle of ANSYS software, the theoretical mechanism of the fluid solid coupling dynamic analysis of the boom system is studied. Meanwhile, the modal analysis mechanism of the concrete pump truck boom is introduced.
2., in order to facilitate the calculation of the model, the jib model is simplified reasonably. The finite element model of the five level concrete pump truck boom system is established by selecting the finite element unit that can simulate the actual situation.
3. based on the ANSYS platform, written by APDL command stream, the modal simulation analysis of the concrete pump truck. Simulate the transport process of concrete in the pipe, the simulation mode of concrete conveyed to each section of the boom system, and in comparison with the modal of empty arm system, the influence of fluid solid the coupling effect of the boom of natural frequency and vibration mode; the natural frequency of pipe and full when the arm frame system for numerical calculation, obtained considering fluid solid coupling and do not consider the relationship between the natural frequency of the fluid solid coupling.
4. established three typical condition model of the boom system, separately carried on the modal analysis, comparison and analysis of the condition of fluid solid coupling modal natural frequency and vibration mode; change the arm thickness value, the boom of the simulation, the calculation results show that with the increase of the arm thickness, stiffness increased, increasing the natural frequency, but when the arm thickness increases to a certain value, the smaller impact of natural frequency, this can optimize its design from the perspective of strength and fatigue, so as to achieve more excellent stability.

【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU646

【參考文獻】

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本文編號：1497614