履帶起重機臂架穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著工程建設(shè)的發(fā)展，履帶起重機得到廣泛應(yīng)用，臂架作為起重機的主要承載部件，其結(jié)構(gòu)日益向著大型、高聳、輕柔、桁架式的方向發(fā)展。高強度鋼材的大量采用提高了結(jié)構(gòu)強度，卻使剛度和穩(wěn)定性問題日顯突出。由于履帶起重機臂架中復(fù)雜桁架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，使輕型、組合臂架的穩(wěn)定性計算既不能通過簡化公式進行，也很難利用現(xiàn)有軟件快速實現(xiàn)，成為臂架設(shè)計計算的難點。
　　 目前，國內(nèi)設(shè)計人員主要參考國外相關(guān)數(shù)據(jù)進行臂架設(shè)計，對于臂架穩(wěn)定性要求只利用現(xiàn)行規(guī)范進行校

2、核，并且規(guī)范對于輕型和組合臂架無能為力，若利用其中的長細比進行等效，組合臂架的幾何關(guān)系會發(fā)生大的變化，很難進行整體穩(wěn)定性計算，也不能深入了解組合臂架的非線性效應(yīng)。
　　 針對上述問題，本文充分分析研究履帶起重機桁架臂的結(jié)構(gòu)特點，深入研究桁架結(jié)構(gòu)慣性矩等效、階梯梁的等截面慣性矩等效、階梯梁的非線性效應(yīng)，實現(xiàn)臂架的穩(wěn)定性計算。論文主要的研究工作和研究成果如下：
　　 (1)分析履帶起重機臂架的工作原理、結(jié)構(gòu)特點和受力情況，了

3、解目前設(shè)計中出現(xiàn)的臂架參數(shù)確定和穩(wěn)定性計算問題，確定臂架穩(wěn)定性研究的必要性和可行性。
　　 (2)掌握現(xiàn)有桁架結(jié)構(gòu)的簡化方法，研究其方法的完備性，推導(dǎo)得到考慮剪力影響下的桁架結(jié)構(gòu)簡化公式，提高了小長細比下的簡化精度。
　　 (3)在輕型主臂簡化為階梯梁的基礎(chǔ)上，分別通過微分法、能量法和有限單元法對其進行分析，并推導(dǎo)出階梯梁的普遍等效公式，將理論分析結(jié)果與ANSYS分析結(jié)果進行對比，得到三階階梯梁的慣性矩等效曲線，為輕型臂

4、的穩(wěn)定計算提供參考。
　　 (4)考慮臂架的壓彎效應(yīng)，進行了簡支和懸臂兩種支撐情況下的非線性穩(wěn)定性分析，即橫向均布載荷和軸向力同時作用時，等截面梁和變截面梁的非線性效應(yīng)，得到各種情況下的效應(yīng)曲線，分別進行理論曲線和ANSYS曲線對比，并提出臨界值的評價標準，可以進行單個臂架的穩(wěn)定性計算。
　　 (5)對組合臂架(副臂工況)進行整體穩(wěn)定性計算時，考慮側(cè)載，通過對桁架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)慣性矩等效，計入主臂的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，最終可以利用現(xiàn)有