起重机伸缩臂截面结构的研究

发布时间：2017-09-08 15:48

  本文关键词：起重机伸缩臂截面结构的研究

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【摘要】：人类利用起重机械对物件进行起吊、装卸、运输和安装等操作作业。利用起重机械能够完成人类不能轻易完成的重大物件搬运工作,能够极大减轻了人类的体力劳动强度,并且能够极大提高了生产效率,从而使其在许多领域得到了广泛的应用。吊臂是起重机主要承载部件,起重机的最大起重能力取决于臂架的强度。因而臂架设计非常重要,其结构设计的好坏不仅影响到整机重量、重心高度和稳定性等因素,而且还影响到起重机的整机性能和经济成本。在确保臂架结构设计安全的条件下,减轻臂架的重量,不但可以降低整机自重、节省原材料,而且还可以减轻运行机构的负载,减少整机的造价,提高起重机的起重特性和使用经济性。因此,臂架的轻量化对提高起重机整机经济性具有极大的实际意义。本文主要依据GB/T 3811.2008《起重机设计规范》,应用其中对载荷和强度的计算方法的规定,主要对几种典型箱形截面：矩形、六边形、八边形、以及“U”形截面通过对截面面积、质心位置、惯性矩以及抗弯模量进行对比分析,并结合合肥神马科技集团有限公司50吨级别伸缩臂履带式起重机的实例,应用数值计算方法和有限元分析方法进行对比分析,总结出各种截面形状对臂架的影响规律。得出结论：随着臂架截面边数的增加,臂架截面面积、截面惯性矩和抗弯模量都呈减小趋势,将其它几种截面形式与四边形截面进行对比,六边形、八边形和“U”形的截面面积相对于四边形分别减少5.5%、6.5%、7.2%,六边形、八边形和“U”形的Y轴截面惯性矩相对于四边形分别减少13%、15.1%、16.7%,六边形、八边形和“U”形的Z轴截面惯性矩相对于四边形分别减少11.4%、13.1%、14.3%。实例中的八边形和“U”形臂架比六边形臂架重量分别减少了4%、6.5%,并且臂架应力分布更加均匀,材料利用率更高。
【关键词】：起重机 臂架截面 数值计算 有限元 对比分析
【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
• Abstract5-8
• 1 绪论8-11
• 1.1 起重机械的工作特点及其在国民经济中的作用8
• 1.2 起重机的发展概况和发展趋势8-10
• 1.3 本文研究工作主要内容10-11
• 2 起重机臂架结构的概述11-13
• 3 载荷分类与载荷组合13-18
• 3.1 载荷分类13-15
• 3.1.1 常规载荷13-14
• 3.1.2 偶然载荷14-15
• 3.1.3 特殊载荷15
• 3.1.4 其它载荷15
• 3.2 载荷组合15-18
• 3.2.1 起重机无风工作情况下的载荷组合15-16
• 3.2.2 起重机有风工作情况下的载荷组合16
• 3.2.3 受到特殊载荷作用的载荷组合16-18
• 4 强度计算方法18-20
• 4.1 许用应力法18
• 4.2 极限状态法18-20
• 5 臂架受力分析与计算20-27
• 5.1 臂架在变幅平面所承受的载荷21
• 5.2 臂架在回转平面所承受的载荷21-22
• 5.3 臂架的整体稳定性验算22-24
• 5.4 臂架的强度验算24-27
• 5.4.1 截面上的轴向压力N'25
• 5.4.2 截面上的弯矩My'和Mz'25-27
• 6 臂架截面结构分析27-32
• 6.1 臂架几何模型27-28
• 6.2 截面变化对臂架的影响28-32
• 6.2.1 对截面性质的影响28-31
• 6.2.2 对臂架箱板稳定性的影响31-32
• 7 实例对比分析32-51
• 7.1 实例计算对比分析32-45
• 7.1.1 臂架截面参数32-35
• 7.1.2 臂架工况35
• 7.1.3 臂架承受载荷计算35-37
• 7.1.4 伸缩臂的临界力计算37-38
• 7.1.5 伸缩臂整体稳定性计算38-39
• 7.1.6 伸缩臂的强度计算39-45
• 7.2 有限元方法简介45-46
• 7.3 伸缩臂有限元对比分析46-51
• 7.3.1 臂架模型46-49
• 7.3.2 约束条件49
• 7.3.3 计算结果49-51
• 结论51-52
• 参考文献52-54
• 致谢54-55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 白杉,子荫;我国汽车起重机行业的发展与存在的问题[J];工程机械;2003年08期

2 纪爱敏;彭铎;刘木南;;三种工况下大型吊臂的有限元分析[J];工程机械;2006年02期

3 王欣;高顺德;;国外履带起重机的特点及国内市场现状[J];建筑机械;2006年13期

4 王小慧;程文明;杨春松;宿艳彩;;起重机金属结构有限元分析的模型处理技术[J];起重运输机械;2006年09期

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本文编号：814912