履带起重机臂架整体稳定性分析与研究

发布时间：2017-09-13 03:51

  本文关键词：履带起重机臂架整体稳定性分析与研究

  更多相关文章： 履带起重机 臂架系统 稳定性分析 惯性矩等效

【摘要】：随着国民经济的发展、施工方式的改变,履带起重机在工程项目中越来越显示出其优越性。作为主要承载部件的臂架系统,现大多采用优质高强钢材,而且日益趋于高耸化和轻柔化,这就使得臂架系统的整体稳定性问题越来越受到广泛关注。到目前为止,单肢构件的稳定性问题已得到了比较全面的解决,但对于复杂桁架式构件,利用传统的力学方法很难对其稳定性进行准确的校核,特别是多构件组合系统的稳定性问题,有关设计手册也未提供相应的解析算法。随着有限元软件被广泛的应用到工程设计中,复杂桁架结构稳定性的分析与研究有了显著的进展,但其建模过程繁琐而且工作量较大。本文以臂架系统整体稳定性为主要研究对象,系统地研究了四肢桁架臂模型的简化方法、臂架系统临界起重量求解的解析算法、各部件属性参数的影响规律分析、ANSYS的APDL语言以及MATLAB的程序编制等,论文的主要研究工作和成果如下： (1)基于临界力相等的原理,研究四肢桁架臂模型简化方法,利用臂架平面内惯性矩的折算,将其由格构式结构简化为实腹式,并通过实际算例验证该方案的正确性和合理性。 (2)分别针对主臂工况和塔式副臂工况进行臂架系统线弹性稳定性研究,在简化力学模型的基础上建立臂架在回转平面内的平衡微分方程,利用解析算法求得其屈曲特征方程,从而求得相应工况下的临界起重量。 (3)编写主臂工况臂架系统多工况稳定性分析的批量计算程序,从而求得由臂架系统整体稳定性决定的起重性能表；对于给定的塔式工况臂架系统,利用相应的计算程序求得该工况对应的临界起重量。 (4)研究组合臂架系统内各部件属性参数对于系统整体稳定性的影响规律,给出各部件属性参数的推荐取值范围,为有效提升组合臂架系统整体稳定性提供设计参考。 (5)对比分析各部件属性参数对塔式副臂大仰角和小仰角工况下系统整体稳定性的不同影响,从而找出两种不同仰角工况下系统稳定性的重要影响因素。
【关键词】：履带起重机 臂架系统 稳定性分析 惯性矩等效
【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
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 履带起重机综述9-12
• 1.1.1 概述9-10
• 1.1.2 国内外履带起重机现状及发展趋势10-12
• 1.2 结构稳定性的概述及研究现状12-13
• 1.3 本文研究意义和主要工作13-15
• 1.3.1 课题来源及意义13
• 1.3.2 主要工作内容13-15
• 2 结构稳定性的理论及分析方法15-23
• 2.1 结构稳定性理论15-17
• 2.1.1 结构稳定性的定义与分类15-16
• 2.1.2 结构稳定性问题的分析方法16
• 2.1.3 钢结构稳定性问题的特点16-17
• 2.2 轴心受压构件的临界力分析17-20
• 2.2.1 解析法求解17-19
• 2.2.2 能量法求解19-20
• 2.3 国内外设计规范中稳定性分析方法比较20-22
• 2.3.1 稳定性校核计算比较20-21
• 2.3.2 长细比算法比较21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 基于临界力相等的臂架模型简化23-34
• 3.1 臂架系统的模型结构23-24
• 3.2 受压构件临界力解法的讨论24-27
• 3.3 格构式臂架的简化研究27-29
• 3.4 算例分析29-33
• 3.4.1 单臂架模型简化算例分析29-31
• 3.4.2 组合臂架模型简化算例分析31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 基于平衡微分方程的臂架系统线弹性稳定性研究34-54
• 4.1 主臂工况臂架稳定性研究34-43
• 4.1.1 主臂工况臂架稳定性解析计算35-38
• 4.1.2 主臂工况稳定性分析系统设计38-40
• 4.1.3 算例分析40-43
• 4.2 塔式工况臂架稳定性研究43-53
• 4.2.1 塔式工况臂架稳定性解析计算43-49
• 4.2.2 塔式工况稳定性分析系统设计49-50
• 4.2.3 算例分析50-53
• 4.3 本章小结53-54
• 5 臂架系统各部件属性参数对整体稳定性影响规律分析54-61
• 5.1 主臂平面内惯性矩的影响规律分析56
• 5.2 主臂扭转惯性矩的影响规律分析56-57
• 5.3 塔式副臂平面内惯性矩的影响规律分析57-58
• 5.4 撑杆平面内惯性矩的影响规律分析58-59
• 5.5 撑杆长度的影响规律分析59-60
• 5.6 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-64
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 兰朋,刘曼兰,陆念力;弯曲梁柱结构平面外失稳的研究[J];工程力学;2005年S1期

2 李双蓓,刘立国,倪骁慧;结构稳定性研究的现状和新方法的探索[J];广西大学学报(自然科学版);2004年S2期

3 孟晓平，陆念力，，李良;非保向力作用下起重机吊臂起升平面外整体稳定特征方程及应用[J];哈尔滨建筑大学学报;1997年02期

4 张宏生;兰朋;陆念力;;梁杆结构稳定性分析中的传递矩阵模型缩减法[J];哈尔滨工业大学学报;2010年03期

5 杨志芳;;中大吨位履带式起重机下一个主战场?[J];今日工程机械;2006年03期

6 孙焕纯;王跃方;刘春良;;桁架结构稳定分析的几何非线性欧拉稳定理论[J];计算力学学报;2007年04期

7 王凯,周慎杰;80吨履带起重机桁架式臂架系统的有限元分析[J];机械设计与研究;2005年05期

8 楚中毅,陆念力,楚兰英,车仁炜;梁杆结构稳定性分析的一种精确有限元方法及其优化[J];建筑机械;2001年09期

9 冯贤桂;细长压杆临界压力欧拉公式的统一推导[J];力学与实践;2003年04期

10 张洪 ,胡海平 ,陈守礼 ,李树青;大型履带起重机承载能力分析[J];起重运输机械;1991年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王佳;具有主副臂结构的起重机格构式臂架整体稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

2 张静;履带起重机臂架稳定性研究[D];大连理工大学;2009年

3 衣启青;带有腰绳辅助装置的桁架臂非线性分析[D];大连理工大学;2012年

本文编号：841369