混凝土泵車碳纖維臂架的設(shè)計與實驗研究.pdf

1、混凝土泵車以泵車性能優(yōu)越,效率高，機動性好，在現(xiàn)代化建設(shè)的諸多領(lǐng)域有著無可替代的作用。隨著現(xiàn)代化建筑領(lǐng)域的發(fā)展，混凝土泵車的展開高度已無法滿足需要，因此混凝土泵車臂架往更長更高的發(fā)展趨勢成為必然。傳統(tǒng)的混凝土泵車采用高強度合金鋼所制成，高強度合金鋼在焊接方面有著嚴(yán)重的缺陷，同時采用金屬材料所制成的臂架，其重量相當(dāng)大，對混凝土泵車的安全性能以及工作場地有很大的局限性。碳纖維復(fù)合材料具有高強度、重量輕等優(yōu)勢。本文研究了碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在碳

2、纖維臂架上的可行性，對臂架的結(jié)構(gòu)、強度以及疲勞性能等方面進行了計算、仿真和試驗。
　　混凝土泵車在工作過程中載荷十分復(fù)雜，臂架的回轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生慣性力，同時混凝土輸送過程中還有動載荷，環(huán)境的影響下風(fēng)載還會對臂架產(chǎn)生附加彎矩，因此本文首先對臂架的載荷形式進行分析以及對最危險的工作狀態(tài)的受力計算提出理論計算公式，為后面的碳纖維臂架的分析設(shè)計提供前提。
　　碳纖維臂架其臂架端部長期處于復(fù)雜的交變應(yīng)力，若全部采用碳纖維材料進行設(shè)計，

3、那么臂架端部的疲勞性能將無法滿足要求，因此本文中將碳纖維臂架分為兩部分進行設(shè)計，第一部分為碳纖維臂架梁結(jié)構(gòu)，采用純碳纖維進行設(shè)計分析，得出鋪層厚度為15層以及鋪層角度為[0/0/45/0/0/0/0/0/0/0/0/-45/0/0/0]時滿足強度與剛度要求，第二部分為臂架端部結(jié)構(gòu)，采用金屬包夾碳纖維增強層的結(jié)構(gòu)形式進行設(shè)計，這樣不僅提高了臂架端部的疲勞性能，同時也減輕了臂架的重量，通過有限元分析以及理論計算最終確定了臂架端部結(jié)構(gòu)的具體參