履帶起重機(jī)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(jī)得到廣泛應(yīng)用，臂架作為起重機(jī)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(qiáng)度鋼材的大量采用提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，卻使剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題日顯突出。由于履帶起重機(jī)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(jì)算既不能通過(guò)簡(jiǎn)化公式進(jìn)行，也很難利用現(xiàn)有軟件快速實(shí)現(xiàn)，成為臂架設(shè)計(jì)計(jì)算的難點(diǎn)。
　　 目前，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)人員主要參考國(guó)外相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行臂架設(shè)計(jì)，對(duì)于臂架穩(wěn)定性要求只利用現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行校

2、核，并且規(guī)范對(duì)于輕型和組合臂架無(wú)能為力，若利用其中的長(zhǎng)細(xì)比進(jìn)行等效，組合臂架的幾何關(guān)系會(huì)發(fā)生大的變化，很難進(jìn)行整體穩(wěn)定性計(jì)算，也不能深入了解組合臂架的非線性效應(yīng)。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題，本文充分分析研究履帶起重機(jī)桁架臂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)臂架的穩(wěn)定性計(jì)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(jī)臂架的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力情況，了

3、解目前設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的臂架參數(shù)確定和穩(wěn)定性計(jì)算問(wèn)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(jiǎn)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(jiǎn)化公式，提高了小長(zhǎng)細(xì)比下的簡(jiǎn)化精度。
　　 (3)在輕型主臂簡(jiǎn)化為階梯梁的基礎(chǔ)上，分別通過(guò)微分法、能量法和有限單元法對(duì)其進(jìn)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(jìn)行對(duì)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(jì)算提供參考。
　　 (4)考慮臂架的壓彎效應(yīng)，進(jìn)行了簡(jiǎn)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(shí)作用時(shí)，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(jìn)行理論曲線和ANSYS曲線對(duì)比，并提出臨界值的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行單個(gè)臂架的穩(wěn)定性計(jì)算。
　　 (5)對(duì)組合臂架(副臂工況)進(jìn)行整體穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，考慮側(cè)載，通過(guò)對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)慣性矩等效，計(jì)入主臂的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，最終可以利用現(xiàn)有