基于真实作业模式加载的全地面起重机臂架系统分析

发布时间：2017-05-15 20:12

  本文关键词：基于真实作业模式加载的全地面起重机臂架系统分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全地面起重机臂架的性能是决定整机性能的重要指标之一，而精确的设计计算则是提高臂架性能的前提。结构不合理、过重或用料不足都是影响臂架及整机性能的障碍。为了对臂架进行精确的计算，本文对臂架系统进行了以下研究： 首先，对全地面起重机臂架进行了参数化有限元建模分析，随意调整臂架设计参数，通过分析，可以使构造趋于合理。用有限元法分别进行了臂架特征值稳定性、弹塑性稳定性和基于边缘纤维屈服理论的稳定性分析。给出了具体的分析过程，并通过对三种方法计算的临界载荷进行对比，得出了特征值稳定性分析的临界吊载偏大，基于边缘纤维分析虽然计算过程简单但临界吊载偏小，弹塑性稳定性分析结果最接近实际而适用于臂架大变形这一工程问题。 进而对臂架加载过程中由于臂架变形导致起升绳对其产生贴身作用力变化的问题，提出了应用其变形后的形态与起升绳的作用力大小求解起升绳与臂架作用力的加载方法。应用此方法加载对主臂三种臂长、四种主臂仰角进行了非线性分析，分别获取了臂架最大等效应力、最大位移、临界吊载的结果，并将其分析的结果与未考虑起升绳与臂架贴身作用的分析的结果进行了比较。结果表明，，未考虑起升绳与臂架接触作用力及其变化的情况下，随着仰角或臂长的增大，臂架的最大等效应力、最大位移、稳定性临界吊载相对于考虑起升绳与臂架接触作用力及其变化的情况的相对误差逐渐增大，在中等臂长、长臂情况下且仰角为60o时其误差达到8%以上，从而形成了精度较高的全地面起重机臂架非线性分析方法。 最后，对全地面起重吊起货物的过程提出了采用预偏角和调整变幅油缸两种减小初始偏摆的方法，并应用这两种方法对臂架吊起货物的过程进行了分析，分别得到了对应的臂架变形过程及其对应的临界吊载大小、臂头的水平作用力、位置偏差变化、吊物产生滑移的范围等作业数据。 从分析实例看，本文提出的基于逼近实际载荷作用的全地面起重机臂架系统非线性分析方法，能提高臂架的设计精度，从而使设计更为合理、作业更加安全可靠。
【关键词】：全地面起重机 臂架系统 非线性分析 实际载荷 初始偏摆 稳定性分析
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 全地面起重机的特点10-11
• 1.2 国内外发展趋势11-12
• 1.3 课题研究背景12-13
• 1.4 臂架系统分析研究现状13-15
• 1.5 本文主要研究内容15
• 1.6 研究意义15-18
• 第二章 采用的有限元分析理论与分析软件18-26
• 2.1 臂架作业大变形形态与几何非线性分析的必要性18-20
• 2.1.1 几何非线性分析应变与应力关系18-19
• 2.1.2 几何非线性静力学推导式19-20
• 2.2 稳定性分析20-23
• 2.2.1 臂架系统稳定性分析的必要性20-21
• 2.2.2 稳定性分析有限元理论与规范计算21-23
• 2.3 臂架系统 ANSYS 有限元分析过程简述23-25
• 2.3.1 模型中的单元类型23-24
• 2.3.2 特征值屈曲分析24
• 2.3.3 非线性稳定性分析24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 主臂工况分析26-48
• 3.1 主臂参数化建模26-29
• 3.1.1 各节臂的参数化建模26-28
• 3.1.2 各臂节之间的连接及臂架边界约束28
• 3.1.3 载荷分布28-29
• 3.2 非线性分析及稳定性分析29-36
• 3.2.1 特征值稳定性分析30-31
• 3.2.2 几何非线性稳定性分析31-34
• 3.2.3 分析结果比较34-36
• 3.3 变形过程中起升绳引起载荷变化的影响36-46
• 3.3.1 不考虑起升绳引起的载荷变化37
• 3.3.2 考虑起升绳引起的载荷变化37-39
• 3.3.3 多工况分析结果比较39-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 固定副臂工况分析48-58
• 4.1 副臂结构参数化建模48-50
• 4.1.1 各臂节的建模48-49
• 4.1.2 臂节间的连接49
• 4.1.3 边界约束与力约束49-50
• 4.2 非线性及稳定性分析50-53
• 4.3 变形过程中起升绳引起载荷变化的影响53-58
• 第五章 吊载过程中偏摆的调整58-66
• 5.1 初始偏摆的概述58
• 5.2 调整方法58-61
• 5.2.1 预偏角59-60
• 5.2.2 调整变幅油缸60-61
• 5.3 具体工况分析61-64
• 5.3.1 预偏角分析61-62
• 5.3.2 调整变幅油缸分析62-64
• 5.4 两种方法对比64-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 攻读学位期间发表的学术论文目录74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙焕纯;王跃方;刘春良;;扁桁架结构稳定分析几何非线性临界点-欧拉理论[J];大连理工大学学报;2007年05期

2 陈礼;刘阚元;;基于比例迭代法的伸缩臂起重机最大起重量计算[J];中国工程机械学报;2011年01期

3 滕儒民;刘阚元;陈礼;;有限元法计算大吨位伸缩臂起重机起重性能[J];中国工程机械学报;2011年02期

4 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

5 蔡福海;高顺德;王欣;;全地面起重机发展现状及其关键技术探讨[J];工程机械与维修;2006年09期

6 刘刚 ,董明望,王少梅;岸桥驾驶仿真训练器中偏摆的实时仿真探讨[J];港口装卸;2002年02期

7 秦义校，唐风;桁架式臂架布局优化设计[J];港口装卸;1996年05期

8 陆念力,兰朋,白桦;起重机箱形伸缩臂稳定性分析的精确理论解[J];哈尔滨建筑大学学报;2000年02期

9 楚中毅,陆念力,车仁炜,楚兰英;一种梁杆结构稳定性分析的精确有限元法[J];哈尔滨建筑大学学报;2002年04期

10 彭亿祥;张建军;罗贤智;;起重机吊臂有限元分析技术研究[J];建设机械技术与管理;2011年02期

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本文编号：368746