履带起重机臂架扭转对结构稳定性的影响研究

发布时间：2017-04-28 03:13

  本文关键词：履带起重机臂架扭转对结构稳定性的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：履带起重机在我国工业化、城镇化、能源、交通等建设领域中做出了巨大的贡献。随着履带起重机臂架结构形式的不断变化,臂架的稳定性能问题越来越受到重视,尤其是组合臂架的稳定性问题。主臂的扭转效应通常是组合臂架产生侧向失稳的主要因素,实际设计中稳定性分析方法都是将组合臂架拆分成单体计算,很少从整体角度分析稳定性,而整体稳定性的影响因素分析就更为甚少。同时,用ANSYS对履带起重机组合臂架进行整体稳定性分析建模时,往往比较繁琐,在进行等效分析时通常也未考虑主臂的扭转效应的影响。 针对上述存在的问题,本文以大连理工大学与大连重工起重集团有限公司合作开发的QUY750履带起重机为例,对其臂架结构的特点进行了深入学习；利用桁架臂架的相关的等效原理对组合臂架进行简化；研究分析了扭转效应对于组合臂架整体稳定性的影响因素,得出相关因素的规律性曲线,论文的主要研究工作和成果如下： (1)根据履带起重机组合臂架的工作原理、结构形式和受力特点,提出臂架有限元模型的传统建模方法。 (2)利用桁架臂架惯性矩等效和组合臂架扭转惯性矩的等效方法对履带起重机组合臂架在ANSYS中·进行简化,对比复杂模型与简化模型的稳定性计算结果,确定简化方案的正确性与可靠性。 (3)分析臂架的扭转效应对组合臂架的整体稳定性的影响,并探讨主臂的扭转惯性矩对组合臂架整体稳定性的影响,得出相应的规律性曲线,研究臂架空间腹杆的直径与壁厚对臂架整体稳定性与扭转变形的影响。 (4)在塔式副臂的臂头处施加大小不同的水平侧载,利用ANSYS对简化模型进行稳定性分析,得出水平侧载对于稳定性影响的相关规律性曲线,并对相同扭转效应不同副臂仰角的工况进行了对比,得出相同扭转效应下稳定性随着副臂仰角的增大而越来越差。
【关键词】：履带起重机 稳定性分析 简化模型 扭转效应 ANSYS
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 履带起重机综述9-11
• 1.2 国内外结构稳定性的研究现状11-15
• 1.2.1 结构稳定性的研究现状11-13
• 1.2.2 结构稳定性的分析方法13-14
• 1.2.3 组合臂架的稳定性研究现状14-15
• 1.3 本文研究意义和主要内容15-17
• 1.3.1 课题研究背景及意义15
• 1.3.2 论文主要的工作内容15-17
• 2 履带起重机臂架系统工作原理及弯扭屈曲理论17-26
• 2.1 组合臂架系统的工作原理17-19
• 2.2 弯扭屈曲理论19-22
• 2.2.1 扭转的形式19
• 2.2.2 闭口薄壁截面构件的自由扭转和翘曲变形19-21
• 2.2.3 闭口薄壁截面构件的约束扭转21-22
• 2.3 欧拉公式与稳定性校核经验公式22-24
• 2.3.1 材料力学中的欧拉公式22
• 2.3.2 起重机设计规范中的稳定性校核公式22-24
• 2.4 ANSYS的结构稳定性分析方法24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 组合臂架在ANSYS中的模型简化26-42
• 3.1 传统的臂架系统有限元模型结构26-28
• 3.2 桁架臂惯性矩等效方法28-32
• 3.2.1 传统的臂架惯性矩等效的方法29
• 3.2.2 位移比较法确定等效惯性矩29-32
• 3.3 组合臂架扭转惯性矩等效方法32-35
• 3.4 臀架的有限元简化模型35-39
• 3.4.1 简化模型的单元类型选择35-36
• 3.4.2 臂架各部分的铰点连接36-38
• 3.4.3 有限元模型的边界条件38-39
• 3.5 简化模型算例验证39-41
• 3.5.1 复杂模型的屈曲分析40
• 3.5.2 简化模型的屈曲分析40-41
• 3.5.3 复杂模型和简化模型的结果误差分析41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 起重机组合臂架扭转效应对整体稳定性的影响因素分析42-55
• 4.1 主臂扭转惯性矩对组合臂架整体稳定性分析42-44
• 4.2 空间腹杆对于臂架抗扭刚度的影响44-48
• 4.3 水平偏载对于组合臂架扭转效应的影响48-51
• 4.4 基于相同扭转效应不同副臂仰角的臂架稳定性的比较51-53
• 4.5 本章小结53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-58
• 致谢58-59

【参考文献】

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本文编号：332013