大长细比伸缩起重臂的非线性相似设计

发布时间：2024-01-29 06:36

　　随着近年来伸缩臂起重机的承载能力越来越大、起重高度越来越高,其臂架呈现日益显著的大长细比特征。这种结构形式使得实际工程中常用的近似的位移分析方法产生的误差较大而不再适用,此外由于伸缩起重臂的实际工作状况中,臂端所受的横向力和轴向力在交错变化并相互影响,需采用大位移理论对伸缩起重臂进行分析。针对国内企业消化国外先进技术的过程周期过长且人力物力资源投入大、效率低的状况,本文利用相似理论,将其应用到起重机伸缩臂的设计过程中,针对经典相似理论在非线性领域存在理论不完善而导致应用受限的问题,利用已有的伸缩臂产品的设计知识在吸收学习新的高端技术时实现快速设计,加强对优化后的标杆产品的继承性,以实现产品快速化和系列化设计的目标。主要研究内容如下:(1)从研究对象的整体结构出发,说明了伸缩起重臂的结构形式、工作原理和承力特点。根据臂架工作状况中承受载荷的特点、作用形式和对伸缩臂的影响程度,建立伸缩臂的受力模型。论述了伸缩臂的典型非线性特征,基于大位移理论对其进行描述,介绍了整体坐标与局部坐标的转换方法,推导了大位移理论下的基本方程。(2)依据大位移理论和小变形假设推导了单元的一般性的运动方程表述方法。...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 伸缩起重臂整体性能分析的研究现状
        1.2.2 相似理论在设计领域中的应用的研究现状
    1.3 课题研究内容
2 伸缩臂结构分析与模型建立
    2.1 伸缩起重臂的结构形式和受力情况
        2.1.1 伸缩起重臂的结构形式
        2.1.2 伸缩起重臂的载荷分析
        2.1.3 伸缩起重臂的受力分析
    2.2 长细伸缩起重臂的非线性特征
        2.2.1 伸缩臂在大位移理论下的描述
        2.2.2 随动坐标系转换方法
        2.2.3 非线性分析基本方程
    2.3 本章小结
3 伸缩起重臂的非线性求解
    3.1 伸缩臂单元的运动方程
        3.1.1 一般运动方程描述
        3.1.2 随动坐标系下的运动方程
    3.2 刚度矩阵和形函数的推导
        3.2.1 刚度矩阵的推导
        3.2.2 形函数的推导
        3.2.3 基于大位移理论的附加刚度
    3.3 伸缩臂全局坐标系下的平衡方程
    3.4 迭代计算方法和Simulink模型
    3.5 本章小结
4 大长细比伸缩起重臂相似关系的建立
    4.1 相似理论的基本原理
    4.2 方程分析法推导相似约束关系
    4.3 量纲分析法推导相似准则
    4.4 相似试验的安排
        4.4.1 试验程序的编制
        4.4.2 相似准则的函数关系
    4.5 相似关系的推导和建立
    4.6 典型算例的仿真验证
    4.7 本章小结
5 伸缩起重臂相似关系验证实验
    5.1 实验模型结构设计
    5.2 测试方法与原理介绍
    5.3 测量设备与传感器安装
    5.4 测试结果分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3887856