具有油缸支承的起重機(jī)箱形伸縮臂的穩(wěn)定性研究.pdf

1、目前對(duì)起重機(jī)伸縮臂穩(wěn)定性校核主要還局限于中國起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范《GB3811/83》。其伸縮臂的計(jì)算長度是在未考慮油缸影響下采用能量方法推導(dǎo)而得,未免不夠精確；而最近重新修訂的新規(guī)范的計(jì)算模型采用的是變截面階梯柱，在理論上更精確一些，但也沒有考慮油缸的影響。含有各種形式油缸支承的伸縮臂的穩(wěn)定性計(jì)算校核一直是困擾設(shè)計(jì)者的難題，吸引了眾多專家學(xué)者做了大量研究，各自取得一些進(jìn)展,但至今仍然沒有給出完整的解決方案。
　　起重機(jī)伸縮式吊臂通常由

2、多節(jié)變截面的箱形臂組成，各臂節(jié)間軸向可相對(duì)滑動(dòng)，在忽略摩擦力的情況下，油缸的作用力是非保向力，箱形伸縮臂的部分或全部臂節(jié)不直接承受軸力，其軸力由布置于吊臂內(nèi)部的油缸承受。此時(shí)，吊臂的軸壓臨界力計(jì)算與簡單的受壓變截面階梯柱的計(jì)算不同，所得臨界力亦有所區(qū)別?？紤]油缸時(shí)，伸縮臂的臨界力取決于吊臂的截面慣性矩和油缸的支承形式，油缸的支承形式不同，其臨界力也不同，本文將著重討論此問題。
　　本文在考慮了油缸的支承作用下，采用微分方程法和精確

3、有限元法兩種方法求起重機(jī)伸縮臂在起升平面外的歐拉臨界力的精確解。微分方程法：適用于臂節(jié)數(shù)較少時(shí)（2～3節(jié)），不需要有限元知識(shí)，為設(shè)計(jì)人員提供便捷的計(jì)算公式，求解精確，但有局限性；精確有限元方法：適合于臂節(jié)數(shù)較多的情況，此時(shí)，失穩(wěn)特征方程的求解較繁鎖，又沒有特殊規(guī)律可尋，不易采用手工計(jì)算，該方法為設(shè)計(jì)人員提供相應(yīng)的計(jì)算理論，但需要有計(jì)算機(jī)軟件與硬件的支持。
　　本文給出單個(gè)油缸支承在頂部時(shí)伸縮臂歐拉臨界力精確解的遞推公式；通過比較用

4、微分方程法、彈性支座法、有限元法三種方法確定伸縮臂的臨界力；并求出了伸縮臂在不同支承情況下的失穩(wěn)特征方程；同時(shí)給出了伸縮臂的變截面系數(shù)；詳細(xì)的闡述了采用精確有限元法求解伸縮臂的臨界力。
　　對(duì)應(yīng)《GB3811/83》規(guī)范的有關(guān)計(jì)算參數(shù)和圖表，用本研究成果給出更為精確的計(jì)算參數(shù)，進(jìn)而得出油缸對(duì)箱形伸縮臂整體穩(wěn)定性的影響，在理論上更為嚴(yán)密。并將之與沒考慮油缸支承作用的不同計(jì)算模型進(jìn)行比較，分析結(jié)果表明，考慮油缸時(shí)伸縮臂的臨界力大于不考