履带起重机桁架臂标准节稳定性分析与试验研究

发布时间：2017-08-24 02:25

  本文关键词：履带起重机桁架臂标准节稳定性分析与试验研究

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【摘要】：随着经济的快速发展,尤其是在建筑行业,大规模的建设越来越多。履带起重机的突出作用愈加明显,吊运的质量大、升降高度也很高,履带起重机在建筑行业有着独特的优越性。桁架臂是起重机重要的组成部分。桁架臂的设计对于整个履带起重机来说至关重要。在桁架臂设计方面,桁架臂都具有很高的强度,但刚度和稳定性问题日益突出。本文对履带起重机目前国内和国外发展状况和发展趋势做了全面介绍,并对主要的研究内容和研究意义进行了说明。本文主要内容是利用参数化设计语言(APDL)建立圆管和桁架臂标准节有限元模型。然后,利用有限元软件ANSYS对不同长度的高强度钢圆管和桁架臂标准节进行屈曲稳定性分析。通过有限元屈曲计算得出高强度圆管和标准节屈曲破坏载荷。对屈曲载荷结果进行总结分析,确定试验加载的载荷及方案。最后根据有限元分析计算得到的屈曲破坏载荷进行试验。先对圆管进行两端铰接的屈曲破坏试验,再对桁架臂标准节进行屈曲破坏试验。对于高强度钢圆管稳定系数研究,通过高强度钢圆管试验屈曲破坏载荷结果计算稳定系数,利用计算得到的稳定系数拟合出高强度钢圆管轴压稳定系数曲线,研究形成修正单肢稳定性解析计算方法。对于单肢稳定性有限元计算方法的研究,通过标准节试验屈曲破坏载荷结果验证有限元屈曲破坏载荷计算结果的准确性,从而研究形成单肢稳定性有限元计算方法。利用本文研究形成的单肢稳定性有限元计算方法和修正单肢稳定性解析计算方法对桁架臂标准节进行稳定性设计。
【关键词】：履带起重机桁架臂 高强度材料 有限元分析 试验 优化设计
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH213.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 履带式起重机概述11-12
• 1.2 履带式起重机国内外发展现状12-13
• 1.2.1 国内履带式起重机发展现状12-13
• 1.2.2 国外履带式起重机发展现状13
• 1.3 履带式起重机发展趋势13-15
• 1.4 论文选题背景及来源15
• 1.5 主要研究内容15-17
• 第2章 结构稳定性介绍17-21
• 2.1 结构稳定性概述17
• 2.2 结构屈曲形式17-19
• 2.2.1 平衡分叉失稳17-18
• 2.2.2 极值点失稳18
• 2.2.3 跳跃失稳18-19
• 2.3 结构稳定性分析方法19
• 2.4 圆管结构稳定性影响因素19-21
• 2.4.1 残余应力19-20
• 2.4.2 初始几何弯曲度20-21
• 第3章 高强度钢圆管稳定系数研究21-41
• 3.1 圆管有限元屈曲分析21-24
• 3.1.1 模型及计算说明21-22
• 3.1.2 材料为 20Mn2圆管计算结果22-23
• 3.1.3 材料为S890G1QL圆管计算结果23-24
• 3.2 圆管试验样本24-28
• 3.2.1 样本试件说明24-25
• 3.2.2 试件直径和厚度25-26
• 3.2.3 初始弯曲度26-28
• 3.3 圆管试验说明28-30
• 3.3.1 试验目的28
• 3.3.2 试验贴片28
• 3.3.3 试验安装加载28-30
• 3.4 计算与试验结果30-35
• 3.4.1 材料性能30
• 3.4.2 圆管屈曲载荷计算30-32
• 3.4.3 屈曲破坏载荷结果32-34
• 3.4.4 试验应变对比34-35
• 3.5 轴心受压圆管稳定性系数确定35-41
• 3.5.1 设计规范稳定性系数35
• 3.5.2 规范与试验稳定系数对比35-38
• 3.5.3 稳定性系数曲线拟合38-41
• 第4章 桁架臂标准节稳定性分析41-57
• 4.1 计算模型说明41
• 4.2 修正单肢稳定性解析法计算41-43
• 4.2.1 解析法计算公式41-43
• 4.2.2 解析法计算结果43
• 4.3 标准节均匀加载屈曲分析43-51
• 4.3.1 计算说明43-44
• 4.3.2 特征值计算44-45
• 4.3.3 非线性计算45-47
• 4.3.4 非完善结构计算47-50
• 4.3.5 结果总结50-51
• 4.4 标准节非均匀加载屈曲分析51-53
• 4.4.1 模型及加载说明51-52
• 4.4.2 计算结果分析52-53
• 4.5 腹杆分析计算53-55
• 4.5.1 加载方式53
• 4.5.2 计算结果53-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第5章 桁架臂标准节屈曲破坏试验57-69
• 5.1 试验概述57-58
• 5.1.1 试验目的57
• 5.1.2 试验安装57-58
• 5.2 标准节弯曲度测量58-59
• 5.2.1 试件样本58-59
• 5.2.2 试件弯曲度59
• 5.3 应变片布置59-60
• 5.4 试验结果分析60-64
• 5.4.1 屈曲破坏载荷60-62
• 5.4.2 屈曲变形模式62-63
• 5.4.3 屈曲微应变对比63-64
• 5.5 单肢稳定性计算方法研究64-66
• 5.5.1 计算方法说明64-65
• 5.5.2 计算方法对比65-66
• 5.6 桁架臂优化设计66-68
• 5.7 本章小结68-69
• 第6章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 作者简介及科研项目成果75-77
• 致谢77

【参考文献】

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本文编号：728684