起重機(jī)桁架臂幾何非線性穩(wěn)定性分析.pdf

1、桁架臂結(jié)構(gòu)如塔式和履帶起重機(jī)、高空作業(yè)車(chē)等，隨著制造工藝的提高和各種高強(qiáng)度鋼材的應(yīng)用，使得其結(jié)構(gòu)朝著高聳化、輕柔化、格構(gòu)化發(fā)展。這種呈細(xì)長(zhǎng)特點(diǎn)的桁架臂結(jié)構(gòu)，往往在其強(qiáng)度破壞前就由于穩(wěn)定性不夠引起失效，且這種失效形式更突然更隱蔽，破壞程度更大，因此穩(wěn)定性驗(yàn)算是臂架設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　本文研究了目前國(guó)內(nèi)外梁桿系統(tǒng)在幾何非線性和穩(wěn)定性方面的發(fā)展現(xiàn)狀以及桁架臂在幾何非線性穩(wěn)定性方面的研究狀況及不足;具體分析了線性有限元分析方法和非線性

2、有限元分析方法的異同，并在此基礎(chǔ)上解釋了線性穩(wěn)定性和幾何非線性穩(wěn)定性理論;具體闡述了桁架臂幾何非線性表現(xiàn)的形式及其超靜定結(jié)構(gòu)形式導(dǎo)致的失穩(wěn)過(guò)程特殊性;利用ANSYS對(duì)1900t/200t固定回轉(zhuǎn)起重機(jī)副臂和280噸級(jí)履帶起重機(jī)主臂進(jìn)行幾何非線性穩(wěn)定性分析，探討了臂架長(zhǎng)度、臂架仰角、臂架自重引起的初始變形以及水平側(cè)載對(duì)臂架整體極限承載能力和失穩(wěn)模態(tài)的影響。幾何非線性穩(wěn)定性分析不僅得到結(jié)構(gòu)考慮幾何大變形時(shí)的失穩(wěn)載荷，還能觀察結(jié)構(gòu)的整個(gè)受力及

3、變形過(guò)程，通過(guò)載荷-位移曲線的走勢(shì)可分析各段曲線出現(xiàn)的具體現(xiàn)象，從而了解各部件對(duì)全過(guò)程的影響，從而為提高結(jié)構(gòu)整體承載能力設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　本文的主要工作內(nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)求得桁架臂不同工況、不同加載方式和不同長(zhǎng)細(xì)比時(shí)的載荷-位移曲線，對(duì)比分析得到桁架臂仰角、加載方式和長(zhǎng)細(xì)比對(duì)臂架極限承載能力和失穩(wěn)模態(tài)的影響;
　　(2)求解各種工況各種加載方式和各種長(zhǎng)細(xì)比的線性穩(wěn)定性失穩(wěn)載荷，并將其與非線性穩(wěn)定性分析結(jié)果進(jìn)