起重机桁架臂非线性稳定性研究

发布时间：2017-04-14 21:18

  本文关键词：起重机桁架臂非线性稳定性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了满足日益发展工程实际的需要,起重机臂架越来越细长化,其稳定性问题也日益突出。起重机臂架是复杂的空间细长结构,其稳定性问题是典型的非线性极值点失稳问题。传统稳定性问题的解析方法只能解决“抽象梁”或者能简化为“抽象梁”的分叉失稳问题,对于臂架结构的稳定性问题显得力不从心。随着有限单元法和计算机技术的发展,特征值屈曲被广泛应用于各类复杂结构的稳定性分析。但是,特征值屈曲分析中假设结构失稳前为较小变形状态且应力与变形成线性关系,而臂架结构在失稳前已经发生较人变形且应力与变形也非线性关系,因此,对臂架进行非线性稳定性分析尤为必要。本文在充分研究和总结前人研究成果的基础上,分析臂架系统的受力情况,建立臂架系统的力学模型；根据力学模型,选择合适的单元并根据臂架的几何结构建立有限元模型；研究非线性迭代过程和自动生成载荷增量(甚至是负增量)的迭代算法——弧长法,保证在计算过程中接近极值点时计算的收敛性,同时保证能够跟踪极值点之后的载荷-位移曲线；考虑几何非线性,对臂架结构进行非线性全过程分析,得到了臂架结构的载荷-位移全过程曲线。以750t级履带起重机臂架为例,对多种臂架组合和幅度进行非线性全过程分析,得到了相应工况下臂架的载荷-位移全过程曲线,通过分析该曲线得到了较为符合工程实际的失稳载荷。从中可以看出,进行非线性分析可以得到臂架结构的载荷-位移全过程曲线,该曲线可以清晰地描述臂架稳定性性能,从而验证了非线性全过程分析的可行性,体现了进行非线性全过程分析的必要性。此外,文中还对算例的计算结果进行汇总和分析,得到了不同因素对稳定性的影响,并对实际吊装工作提出了建议；对于非线性稳定性分析过程中可能遇到的实际计算问题文中也有详细论述。
【关键词】：桁架臂 稳定性 非线性 弧长法 全过程分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 起重机简介9-10
• 1.2 稳定性研究现状10-16
• 1.2.1 稳定性问题分类10-13
• 1.2.2 稳定性问题的计算方法13-16
• 1.3 论文意义和工作内容16-18
• 1.3.1 论文意义16-17
• 1.3.2 论文工作内容17-18
• 2 非线性稳定性分析理论18-31
• 2.1 平衡方程18
• 2.2 线性稳定性分析18-21
• 2.3 非线性稳定性分析21-30
• 2.3.1 牛顿迭代法及其变形22-24
• 2.3.2 非线性增量迭代方法24-26
• 2.3.3 全过程跟踪的方法26-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 非线性全过程计算过程中的若干问题31-42
• 3.1 初始缺陷的处理31
• 3.2 收敛准则31-33
• 3.3 参考载荷的选取33-34
• 3.4 载荷增量的求解34-35
• 3.5 弧长的确定及迭代返回的处理35-37
• 3.5.1 弧长的改进策略35-36
• 3.5.2 弧长的范围36
• 3.5.3 迭代返回处理36-37
• 3.6 增强收敛的办法37-38
• 3.7 计算终止条件38
• 3.8 计算结果的处理38-41
• 3.8.1 结果记录39
• 3.8.2 绘制载荷-位移曲线39-41
• 3.9 本章小结41-42
• 4 算例42-69
• 4.1 臂架系统建模42-45
• 4.2 主臂工况45-59
• 4.2.1 主臂44m幅度45-53
• 4.2.2 主臂14m幅度53-56
• 4.2.3 主臂74m幅度56-59
• 4.3 超起主臂工况59-63
• 4.3.1 超起主臂14m幅度60-61
• 4.3.2 超起主臂60m幅度61-62
• 4.3.3 超起主臂108m幅度62-63
• 4.4 重型副臂工况63-68
• 4.4.1 重型副臂22m幅度65-66
• 4.4.2 重型副臂46m幅度66-67
• 4.4.3 重型副臂72m幅度67-68
• 4.5 本章小节68-69
• 5 结果分析69-74
• 5.1 臂架仰角对稳定性的影响70-71
• 5.2 臂架组合对稳定性的影响71
• 5.3 初始缺陷(重力)对稳定性的影响71-72
• 5.4 侧载对稳定性的影响72-73
• 5.5 本章小结73-74
• 结论74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况78-79
• 致谢79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 沈世钊;大跨空间结构理论研究和工程实践[J];中国工程科学;2001年03期

  本文关键词：起重机桁架臂非线性稳定性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：306895