全地面起重机起升变幅协调策略研究

在大臂长重载作业时,由于伸缩臂的非线性变形被吊物在起升离地或就位时会瞬间发生摆动.考虑了轴向载荷的二阶效应,利用微分方程法和坐标转换法对臂架末端发生的非线性变形位移进行了数值求解.在此基础上考虑了臂架自重变形的影响,对起升加载过程中工作幅度的变化值进行了讨论,并结合逐步渐进法提出了一种基于预先设置变幅液压缸伸缩长度的起...     

多墙翼面结构后屈曲强度试验和数值研究

采用静态试验和有限元分析相结合的方法研究了复合材料中厚蒙皮多墙翼面结构的后屈曲性态、强度和破坏过程。有限元分析取得的载荷-位移曲线和试验结果的一致性说明了有限元模型的正确性。在此模型基础上,采用非线性弧长法追踪外载-位移路径,研究了盒段在压缩和集中力两种不同载荷下的后屈曲行为。给出了屈曲临界载荷和屈曲变形性态,分析了后屈曲强度和破坏过程。     

基于弧长法的桁架臂结构全过程非线性稳定性分析

履带起重机的桁架臂通常为大长度的空间格构式结构,对其进行稳定性计算较为复杂.针对此问题,采用弧长法,考虑臂架初始缺陷、载荷分布和几何非线性,对臂架进行了载荷-位移的全过程非线性稳定性分析.通过分析臂架的载荷-位移全过程曲线,并和线性稳定性分析结果进行对比,得到了较为符合工程实际的臂架极限载荷.该方法可为工程设计和评估提供分析依据.     

基于弧长法的臂架非线性稳定性分析

以750 t履带起重机为例,将材料非线性考虑进几何非线性模型得到双重非线性模型,应用Ansys基于弧长法进行非线性稳定性运算。从双重非线性模型与仅考虑几何非线性模型的载荷-位移曲线、不同屈服应力的材料非线性模型失稳载荷与失稳时位移与应力关系入手,深入研究与分析材料非线性对臂架稳定性的影响。     

高空作业平台臂架水平直线运动中的振动分析

针对直臂式高空作业平台直线轨迹问题,对其在水平直线运动中的振动特性进行了研究.首先,采用逆运算算法得出了作业平台臂架伸缩与变幅运动关系;其次,通过研究臂架叠加处搭接与底部变幅液压缸支承情况,将臂架等效为底部铰接,叠加部位具有集中参数的变截面、变长度梁;然后,采用Hamilton原理建立了臂架在水平直线运动中的微分方程,...     

基于整体稳定性的全地面起重机偏心调整架与超起装置的相互关系

大型全地面起重机在超高的起升高度下作业时,臂架系统的稳定性成为决定其起吊能力的关键因素,安装偏心调整架及超起装置有助于提升臂架系统的稳定性。为了达到最佳的增幅效果,研究偏心调整架与超起装置的相互关系具有重要意义。以500 t全地面起重机塔式副臂超起组合臂架系统为研究对象,在考虑吊重、自重、偏载、风载荷与起升绳力共同作用时,采用ANSYS软件对其进行特征值屈曲分析与几何非线性屈曲分析,在此基础上研究了偏心调整架的撑杆长度、张开角度、变幅角度与超起装置的撑杆长度、张开角度、变幅角度之间的组合关系对组合臂架系统整体稳定性的影响规律,得到偏心调整架与超起装置最佳的参数组合,为工程实际提供参考。     

截面尺寸对伸缩臂屈曲失稳性能的影响

伸缩臂作为起重机的主要承载受力构件,其设计是否合理,直接影响整机的起重性能与安全.伸缩臂架为典型的薄壁板壳结构,破坏形式主要以发生屈曲导致承载能力下降,甚至发生安全事故.为满足起升重量和起升高度,保证伸缩臂的稳定性,已成为设计者需主要解决的问题.影响伸缩臂屈曲临界载荷的因素很多,包括支撑方式、截面惯性矩、长度以及材料等,而当支撑方式、材料、长度确定时,对屈曲临界载荷影响最大的因素是截面惯性矩.通过分析截面尺寸对截面惯性矩的影响,进而可以分析出截面尺寸对伸缩臂屈曲临界载荷的影响.针对伸缩臂抗屈曲失稳能力,采用理论结合有限单元分析法,以U型截面为例,分析了截面尺寸对伸缩臂屈曲失稳性能的影响,为设计者提供了一定的设计参考依据.采用合理的截面尺寸,提高了伸缩臂的抗屈曲能力.其他形式截面可借鉴同样的方法进行分析.     

起重机桁架臂非线性稳定性分析

桁架臂作为起重机的主要承载构件,其稳定性是设计过程中的重要问题。以280t履带起重机桁架臂为研究对象,基于弧长法理论利用Ansys软件对其进行非线性稳定性计算。通过分别改变臂架的宽度、高度、主弦杆外径和壁厚尺寸来改变臂架的换算长细比,得到不同长细比的载荷-位移全过程曲线。通过对载荷-位移曲线进行分析,求得较精确的临界失稳载荷,并探讨长细比对臂架的临界失稳载荷及臂架柔性的影响,进而为工程设计提供设计依据。     

凸面受压碟形封头的屈曲分析

利用有限元法和水压试验相结合的方法对凸面受压碟形封头的屈曲行为进行研究。基于ANSYS软件对凸面受压碟形封头进行了非线性有限元分析,采用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析相结合的方法,并利用弧长法,计算出结构的临界屈曲载荷值,同时结合水压试验验证。研究结果表明,碟形封头发生了屈曲失效,发生屈曲的位置在靠近筒体纵焊缝的碟形封头上,并且水压试验的结果验证了有限元分析的可行性。屈曲分析的结果对碟形封头的优化设计具有指导意义。     

全地面起重机塔臂工况臂架受力规律研究

基于几何非线性梁理论,将全地面起重机各构件简化为梁单元,采用Matlab编程实现了对于全地面起重机塔臂工况臂架强度的计算。通过分析塔臂变幅角度和塔臂长度对臂架强度的影响,得到轴力、变幅平面内弯矩、回转平面内弯矩对臂架强度的影响程度,并对影响臂架强度的因素及最大强度发生位置进行分析,为全地面起重机塔臂工况下确定合理的起重性能提供可靠依据。     

全地面起重机塔臂工况臂架受力规律研究

基于几何非线性梁理论,将全地面起重机各构件简化为梁单元,采用Matlab编程实现了对于全地面起重机塔臂工况臂架强度的计算。通过分析塔臂变幅角度和塔臂长度对臂架强度的影响,得到轴力、变幅平面内弯矩、回转平面内弯矩对臂架强度的影响程度,并对影响臂架强度的因素及最大强度发生位置进行分析,为全地面起重机塔臂工况下确定合理的起重性能提供可靠依据。     

DZ450/9-S钻机底座的非线性稳定分析

应用非线性有限元方法研究底座结构的稳定性问题。使用牛顿－拉斐逊和弧长法获得结构的功荷位移曲线和失稳模态。根据结构的载荷位移曲线和失稳模态，研究前、后立柱两端不同的连接方式对结构稳定性的影响。当前、后立柱两端为铰接时结构有较高的极限承载能力。考虑到底座的初始缺陷，对其进行非线性有限元分析，结果表明初始缺陷对底座的极限承载能力有较大的影响。     

复合材料加筋壁板稳定性影响分析

分别运用特征值法和弧长法开展T字型加筋壁板稳定性及其影响因素分析.分析表明:特征值法和弧长法所得结果相近,弧长法分析结果较为安全,特征值法可作为观察模型屈曲位置及模态图的分析方法.加筋壁板屈曲载荷随筋条间距的变化呈抛物线状,较平均的筋条布置有利于加筋壁板的整体稳定性.加筋壁板屈曲载荷随凸缘宽度的变化呈抛物线状,保持筋条横截面面积不变,筋条凸缘宽为60mm时屈曲载荷达到最大值.较小的凸缘宽度会导致筋条屈曲的发生,应在实际设计中予以避免.     

一种举高消防车臂架柔性变形补偿方法

对于大高度举高消防车,由于臂架系统变形较大,因此在控制上考虑其端部柔性产生的位移十分必要。利用Ansys有限元分析软件APDL参数化建模,求解并提取离散工作空间内所有工况的端部位移,在Matlab中利用三次样条函数拟合得到不同角度下端部位移随伸缩长度变化的变形方程。再通过一次插值的方式得到任意角度下的端部位移变形函数,列出高度偏移等式方程,反求得到补偿高度偏差后的变幅角度。随机选取了三种臂架长度和角度组合工况对比有限元的求解结果,验证了所提出的补偿方法的有效性。     

碟形封头在外压作用下的屈曲分析

采用有限元法分析了碟形封头在外压作用下的屈曲问题。通过静力学分析观察碟形封头内部的应力分布情况以判断封头发生屈曲的位置,并使用Newton—Raphson法和弧长法对封头进行非线性屈曲分析,追踪碟形封头发生屈曲失稳前后过程,获取其典型的结构特征。最后将稳定安全系数引入到有限元分析结果的处理中,从而得到可以在工程中应用的许用外压载荷。整个分析方法和结论对碟形封头的设计和校核具有实际的工程意义。     

折叠式臂架系统变幅稳定性分析与优化

对折叠式臂架系统变幅过程进行动力学仿真与分析,研究影响臂架变幅稳定的主要因素,通过优化控制系统设计,实现了臂架的平稳变幅。描述了变幅过程中机构的整体运动情况,针对变幅开始和结束时刻工作点的抖动进行仿真分析,得到了mark点的运动特性与位移曲线。表明臂架变幅稳定性主要取决于中臂双液压缸动作的同步性;对液压控制系统的控制参数进行调整,提出了臂架变幅的优化控制方案。优化后的方案提高了臂架变幅的稳定性,也对液压缸的动作精度要求大幅降低。     

板壳结构弹塑性屈曲问题载荷—位移响应曲线的计算

探讨了板壳结构弹塑性屈曲问题载荷—位移响应曲线的计算方法,对定弧长法进行了深入的研究,并将它与双非线性有限元程序相结合,从而能够求解板壳结构的整个屈曲响应。通过例题的考核,证明了程序的可靠性和有效性。     

折叠式臂架系统变幅稳定性分析与优化

对折叠式臂架系统变幅过程进行动力学仿真与分析,研究影响臂架变幅稳定的主要因素,通过优化控制系统设计,实现了臂架的平稳变幅。描述了变幅过程中机构的整体运动情况,针对变幅开始和结束时刻工作点的抖动进行仿真分析,得到了mark点的运动特性与位移曲线。表明臂架变幅稳定性主要取决于中臂双液压缸动作的同步性;对液压控制系统的控制参数进行调整,提出了臂架变幅的优化控制方案。优化后的方案提高了臂架变幅的稳定性,也对液压缸的动作精度要求大幅降低。     

汽车起重机伸缩臂滑块对局部应力的影响分析

伸缩臂是汽车起重机的重要部件,可通过变幅、伸缩和回转运动实现搬运货物的功能,故其结构决定起重机的起重性能。各节伸缩臂间传递载荷主要通过臂节和滑块的接触作用,伸缩臂与滑块接触区域的受力情况复杂,且接触区域的应力会显著高于其他部位,故该区域对臂架整体的承载能力有较大的影响。文中研究了有限元接触理论,借助有限元软件Ansys建立臂节与滑块有限元模型,以面面接触的方式模拟臂节与滑块的接触关系,并选择多个典型工况对伸缩臂进行分析,研究伸缩臂滑块参数对接触区域的应力影响。通过数值算例分析,当滑块长度在100～280mm内增加时,伸缩臂应力、滑块应力、接触应力逐渐减小;当滑块长度再增加,对伸缩臂应力和接触应力影响很小,而滑块应力出现了小幅度增大。在对弹性模量局部应力的影响分析中,随着滑块弹性模量的增大,伸缩臂的局部应力也逐渐增大。     

含初始几何缺陷薄壁圆柱壳屈曲载荷的数值模拟方法研究

对3个薄壁圆柱壳试件进行了轴压屈曲试验,得到了屈曲临界载荷值和屈曲变形。基于试验结果,比较了弧长法、非线性稳定算法和显式动力算法3种有限元数值模拟方法的差异,其中非线性稳定算法的模拟结果与试验结果吻合最好,该方法可以比较准确地计算轴压屈曲临界载荷,误差在6.0%以内,且屈曲变形与试验吻合得较好。试验表明,初始几何缺陷的存在大幅降低了薄壁圆柱壳的屈曲临界载荷,试验值仅为理论值的42%左右。