本文關(guān)鍵詞：履帶起重機格構(gòu)式臂架穩(wěn)定性研究

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【摘要】：履帶起重機在現(xiàn)代化工程施工中得到了廣泛應(yīng)用,并且隨著制造業(yè)和工程實際的需求,起重機越來越向大噸位、長臂架發(fā)展。臂架作為主要承載構(gòu)件,對其承載能力和穩(wěn)定性方面的要求越來越高,主要針對臂架的第二類失穩(wěn)即極值點失穩(wěn)進行了研究。履帶起重機臂架幾何參數(shù)的確定直接影響臂架的設(shè)計質(zhì)量以及起重機整體的布局和性能。其穩(wěn)定性是否滿足要求更是直接決定了臂架能否順利起臂和吊載成功�；诖�,本文主要做了以下研究：(1)采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,從設(shè)計的源頭出發(fā),依據(jù)用戶的基本需求,即最基本參數(shù)：吊重、幅度,并結(jié)合臂架彎應(yīng)力與總應(yīng)力的關(guān)系等內(nèi)在規(guī)律,確定出基本臂的主要幾何參數(shù)：臂架主斷面高、寬、重量、主弦桿截面積、兩肢寬度、主臂最大長度。供臂架初步設(shè)計參考,為詳細設(shè)計提供有力幫助。(2)對于靜定臂架的穩(wěn)定性,從理論分析和有限元分析入手。理論分析方面：經(jīng)典歐拉公式求解臨界力；彈性穩(wěn)定理論中考慮變截面、均布自重、組合桿件剪力等條件下的公式求解臨界力。有限元分析方面：線性(特征值)屈曲分析求解臨界力；非線性屈曲分析求解臨界力。把有限元結(jié)果和理論結(jié)果進行比較,分析得出,有限元非線性屈曲分析結(jié)果和彈性穩(wěn)定理論中的推導公式的計算結(jié)果基本一致。說明有限元非線性屈曲分析的正確性,并可以和彈性穩(wěn)定理論中的推導公式計算結(jié)果相互驗證。(3)超靜定臂架系統(tǒng),即臂架上有多支撐點的臂架系統(tǒng)。對于此類臂架穩(wěn)定性,首先用單位載荷法,推導出腰繩力、支撐繩力、臂架應(yīng)力和臂架撓度隨腰繩參數(shù)的變化公式,腰繩參數(shù)有三個：腰繩長度、腰繩與臂架中心線夾角、腰繩距臂頭距離。把此計算過程編成程序,做出各力和臂架撓度隨腰繩參數(shù)的變化圖,初步確定腰繩參數(shù)范圍。在此基礎(chǔ)上采用多目標優(yōu)化,將腰繩力、支撐繩力、臂架應(yīng)力和臂架撓度最小做為目標函數(shù),以鋼絲繩滿足額定拉力和腰繩初步確定的參數(shù)為約束條件,結(jié)合某型號起重機最長主臂樣本,得到目標函數(shù)最優(yōu)時的腰繩參數(shù)。優(yōu)化后的結(jié)果應(yīng)力和撓度都有了不同程度的降低。
【關(guān)鍵詞】：履帶起重機 臂架 穩(wěn)定性 臨界力 撓度 優(yōu)化
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH213.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題來源、選題依據(jù)和背景10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 臂架參數(shù)設(shè)計方面10-11
• 1.2.2 臂架穩(wěn)定性方面11-12
• 1.3 課題主要內(nèi)容12-16
• 1.3.1 履帶起重機臂架幾何參數(shù)設(shè)計12
• 1.3.2 履帶起重機臂架穩(wěn)定性研究12-16
• 第2章 臂架主要幾何參數(shù)設(shè)計16-30
• 2.1 臂架系統(tǒng)的設(shè)計原則16-17
• 2.1.1 基本概念與定義16-17
• 2.1.2 臂架設(shè)計原則17
• 2.2 基本臂架參數(shù)的確定17-29
• 2.2.1 臂架各力計算19-22
• 2.2.2 基本臂主斷面高22-23
• 2.2.3 基本臂重量23-25
• 2.2.4 主弦桿截面積25
• 2.2.5 基本臂主斷面寬25-26
• 2.2.6 基本臂的兩肢寬度26-28
• 2.2.7 臂架最大長度限制28-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 靜定臂架穩(wěn)定性研究30-60
• 3.1 基于歐拉公式和彈性穩(wěn)定理論的臨界力計算30-48
• 3.1.1 橫向力對臨界力影響31-35
• 3.1.2 均布重力對臨界力影響35-39
• 3.1.3 剪力對臨界力影響39-43
• 3.1.4 變截面對臨界力影響43-45
• 3.1.5 靜定臂架臨界力計算45-46
• 3.1.6 實例計算46-48
• 3.2 有限元計算48-58
• 3.2.1 有限元模型建立48-51
• 3.2.2 線性屈曲計算51-55
• 3.2.3 非線性屈曲計算55-58
• 3.3 本章小結(jié)58-60
• 第4章 超靜定臂架穩(wěn)定性研究60-95
• 4.1 超靜定臂架形式的介紹60-62
• 4.2 超靜定臂架的力學計算62-72
• 4.2.1 起臂工況和吊載工況下各力計算62-66
• 4.2.2 起臂工況和吊載工況臂架應(yīng)力和撓度計算66-72
• 4.3 腰繩參數(shù)變化時的影響72-87
• 4.3.1 起臂工況73-80
• 4.3.2 最小幅度吊載工況80-86
• 4.3.3 小結(jié)86-87
• 4.4 超靜定臂架腰繩優(yōu)化87-93
• 4.4.1 優(yōu)化數(shù)學模型建立87-88
• 4.4.2 多目標優(yōu)化簡介88-89
• 4.4.3 優(yōu)化結(jié)果89-93
• 4.5 本章小結(jié)93-95
• 第5章 結(jié)論與展望95-96
• 5.1 結(jié)論95
• 5.2 展望95-96
• 參考文獻96-99
• 致謝99

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