箱型伸缩臂局部稳定性与刚度研究

发布时间：2017-08-14 12:19

  本文关键词：箱型伸缩臂局部稳定性与刚度研究

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【摘要】：随着社会经济的发展，越来越多的大型建筑工程对起重机的工作能力提出了越来越严苛的要求。长久以来对于伸缩臂的局部稳定性的计算和验证都是基于伸缩臂的组成板彼此之间的约束是铰支这一前提，忽视了彼此之间的弹性约束作用，虽然这样给欧拉临界力的计算带来了方便但是为了安全性不得不牺牲材料优良的力学性能。目前为止，国内对于伸缩臂的局部稳定性的研究主要集中在利用有限元分析软件的优化上，而在局部稳定性的理论研究上还很不完善，更没有可以直接应用于指导工程设计的相关研究成果。本文将重点对轮式起重机伸缩臂局部稳定性展开初步的研究和探索，以期为我国工程起重机械的局部稳定性的研究做出些许贡献。 提出了基于矩形板弯曲方程的非对称弹性边界的稳定性计算方法和计算公式，，通过选择适当的弹性边界的条件利用载荷边简支的条件，获取矩形板在非对称弹性边界下的失稳特征方程，并引入了无量纲的约束刚度系数来定量的描述伸缩臂的搭接板之间的弹性约束作用，进一步分析了约束刚度系数对伸缩臂局部稳定性的影响。结果表明，将伸缩臂搭接板彼此的弹性支撑作用考虑进去之后，伸缩臂局部稳定性能得到明显的提高，增大约束板的厚度或减小约束板的宽度均可以提高伸缩臂的抗失稳能力。 提出了新的对称弹性边界和非对称弹性边界的挠度方程，通过引入调和函数可以将简支、固支和弹性支撑的挠度方程统一起来，可以快速的迫近除自由边界外的多种边界条件下矩形板的屈曲挠度方程，以此为基础采用能量法推导了矩形板在非载荷边对称和非对称弹性支撑条件下承受非均布载荷的欧拉临界力的和对应屈曲系数的计算公式，并进一步分析了弹性边界的不对称性对伸缩臂局部稳定性的影响，为工程中结构设计分析提供参考。 研究伸缩臂搭接板的不同夹角对板与板之间的支撑刚度的影响。通过研究V型折板和三折板在失稳时的彼此提供的刚度推导了得到了相应的屈曲系数，并将本文的研究结果和仿真结果进行对比验证，结果表明：(1)只要伸缩臂搭接板的边界条件还满足本文的边界条件方程，夹角在通常的范围内不会对本文的计算方法产生影响；(2)搭接板的夹角对彼此的支撑刚度几乎无影响。
【关键词】：伸缩臂 局部稳定性 弹性边界 挠度方程 支撑刚度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的目的与意义9-10
• 1.2 国内外伸缩臂稳定性研究现状10-14
• 1.2.1 结构稳定性研究的现状10-11
• 1.2.2 结构稳定性分析的方法11-12
• 1.2.3 箱型伸缩臂整体稳定性研究现状12-13
• 1.2.4 箱型伸缩臂局部稳定性研究现状13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 第2章 非对称弹性支撑矩形板稳定性分析16-29
• 2.1 箱型吊臂应力分析与危险板的判断16-17
• 2.2 两对边简支两对边弹性支撑矩形板稳定性分析17-23
• 2.2.1 弹性支撑边界条件的确定17-18
• 2.2.2 两对边弹性支撑矩形板稳定性研究18-21
• 2.2.3 伸缩臂支板侧向支撑刚度的说明21-23
• 2.3 两对边弹性支撑临界力方程的验证23-27
• 2.3.1 对称弹性支撑均退化为简支24
• 2.3.2 对称弹性支撑均退化为固支24-25
• 2.3.3 非对称弹性支撑均退化为一边简支一边固支25-26
• 2.3.4 对称弹性支撑的验证26
• 2.3.5 算例分析26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 对称弹性支撑非均布载荷作用稳定性研究29-37
• 3.1 挠度方程的选择29-31
• 3.2 临界应力的计算31-33
• 3.3 三种典型情况的讨论33-35
• 3.4 对屈曲系数的分析35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 非对称弹性支撑非均布载荷作用稳定性研究37-44
• 4.1 临界应力计算37-41
• 4.2 结果分析41-43
• 4.3 算例43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 伸缩臂搭接板夹角对支撑刚度的影响分析44-54
• 5.1 非载荷边简支时的支撑刚度研究45-48
• 5.2 非载荷边固支时的支撑刚度研究48-51
• 5.3 非载荷边弹性支撑时的支撑刚度研究51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文59-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 沈玉凤,孟庆华,荆世汉,周太宁;汽车起重机六边形截面箱形伸缩臂计算研究[J];山东工程学院学报;2001年01期

2 丁振兴;陶元芳;薛孝磊;石小飞;;基于APDL的汽车起重机伸缩臂参数化设计[J];太原科技大学学报;2012年03期

本文编号：672652