起重机伸缩臂截面拓扑化探析

分析了拓扑优化中材料变密度法及其相关参数对拓扑优化结果的影响,将结构力学中拓扑优化方法应用到起重机伸缩臂的优化设计中,建立了伸缩吊臂的拓扑优化数学模型.利用HyperMesh软件建立了起重机臂架的有限元模型,并利用OptiStruct软件进行优化分析,从而设计出最优的臂架截面拓扑图.分析工作为起重机臂架的结构优化设计提供了一种有效的新思路,其结果为现今流行的大圆角截面和椭圆形截面设计提供了依据.     

起重机箱形伸缩臂整体稳定性分析

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂套接组成.箱形伸缩臂承受全部弯矩,而轴向力是通过搭接处的摩擦力与内置油缸共同承受,其力学模型不等同于变截面阶梯柱模型和完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型.如何准确计入油缸支撑作用及搭接摩擦力的影响,对起重机箱形伸缩臂稳定性分析计算具有十分重要的意义.从挠度微分平衡方程出发,给出起重机箱形伸缩臂三种计算模型的欧拉临界力的分析推导,并着重讨论考虑油缸支撑和伸缩吊臂间搭接摩擦力协同作用的变截面箱形伸缩臂计算模型.分析结果表明,考虑油缸支撑和箱形吊臂间搭接摩擦力协同作用时吊臂的失稳临界力介于完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型与变截面阶梯柱模型的失稳临界力之间.     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的箱形伸缩臂多目标优化设计

从初始群体产生及交叉算子两个方面对带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,对伸缩臂进行应力及挠度变形分析,得出应力及应变云图,以确保伸缩臂强度、刚度满足要求。以伸缩臂截面几何参数为设计变量,伸缩臂稳定性及自重为优化目标,利用i SIGHT软件将改进的NSGA-Ⅱ算法与Ansys有限元分析集成,以QY20汽车起重机伸缩臂为例,对起重机箱形伸缩臂进行多目标优化设计,得出Pareto前沿解,并与优化前的截面参数进行对比,验证了该算法的可行性。     

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.     

车载式起重机吊臂强度条件和减重方案研究

建立起重机吊臂结构的有限元计算模型,其中基本臂与伸缩臂在承载时的接触条件得到了仔细考虑。计算结果表明,吊臂结构具有足够的强度储备,减重设计方案使吊臂重量减小的同时,最大应力也降低了约20%。     

某型伸缩臂叉装车伸缩臂应力分析

以北京金轮特种机械有限公司TH2506型伸缩臂叉装车伸缩臂为研究对象,结合设计经验和实际工作条件确定了6个研究工况,采用工程力学知识建立伸缩臂的力学模型,通过分析约束和外载条件确定了伸缩臂结构的危险截面,计算出危险截面上盖板和下底板处切应力、弯曲应力和局部集中应力,最后采用第四强度理论进行强度计算,为伸缩臂叉装车伸缩臂的结构设计提供了强度计算方法。     

计及液压缸作用的起重机伸缩臂欧拉临界力的精确解析解

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂组成,吊臂自身只承受弯矩,轴向压力则由吊臂内部的支撑液压缸承受,因此,其力学模型不能等同于变截面的阶梯柱。本文给出了考虑液压缸支撑作用的起重机多节伸缩臂在起升平面外的欧拉临界力的精确解析解,并与忽略液压缸支撑作用的计算模型所得欧拉临界力进行比较。分析结果表明,考虑液压缸支撑作用时起重机多节伸缩臂的欧拉临界力大于不考虑液压缸支撑作用的变截面阶梯柱力学模型的欧拉临界力。因此,我国起重机设计规范中所用变截面阶梯柱力学模型计算伸缩臂之稳定性是偏安全的。     

伸缩配重大吨位铁路起重机新型转台结构分析

介绍了铁路起重机转台的传统结构及用箱形结构代替传统的高墙板结构,将原配重的四边形伸缩臂改为六边形,并采用搭接的方式实现伸缩配重基本臂的作用的方法。以便能更充分地利用材料,提高铁路起重机转台的性能,并达到减轻自重的目的。利用有限元方法,采用板壳单元和实体单元建立有限元模型,运用有限元分析软件ANSYS对新设计的转台结构进行应力、应变计算,得到应力、应变分布情况,从而验证了新型转台结构的可靠性。     

N100型铁路救援起重机吊臂的有有限元设计

以SuperSAP为工具,对100t铁路起重机伸缩臂的不同截面形式在不同工况下进行有限元分析并将结果加以比较,为定期臂铁路救援起重机的履行提供了设计依据。     

起重机设计规范中双向压弯构件验算公式的对比研究

以起重机金属结构为代表的空间双向压弯构件非线性强度计算问题受到普遍关注.以典型动臂式起重机的动臂为研究对象,其平面内和平面外的约束条件不同,给出了塔式起重机设计规范(GB/T 13752-2017)非线性强度校核公式中危险截面的位置公式,该公式与构件的尺寸参数、截面参数和材料参数有关.比较了起重机设计规范(GB/T 3...