起重机臂架简化建模有限元非线性分析研究

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1、．■，：ｒ叩Ｉｉ胸Ａｌｋｔ±！’＇．‘１０１０９：分类号．．学校代号：閒２．＇＂＇．ＪＩＩＩ．位福；馨霸縣亩密鑛公开鑛呼＾支义攀ＴｌＴａｉｉｉｅｃｅ＆ｅｃｈｎｏｏｉｙｕａｎＵｎｖｅｒｓｔｙｏｆＳｃｎｇｙ硕主学位论文ＴＨＥＳＩＳＯＦＭＡＳＴＥ艮ＤＥＧＲＥＥ（专业型）起重机臂架简化建模有限元论文题百：非线性分析研究研究生姓名：；秦义校教授指导教师工程领城／专业：机械工程２０一２０１日７月；１２年９月年学习年限论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工

2、作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包一含其他人已经发表或撰写的研究成果。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律后果由本人承担。広、占？〇论文作者签名！；细惡慶曰期：劝分类号：TH2学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（专业型）学位论文题目：起重机臂架简化建模有限元非线性分析研究研究生姓名：刘营营导师姓名及职称：秦义校教授培养单位：机械工程学院学科专业：机械工程论文提交日期：2015年5月论文答辩日期：2015年6月1日答辩委员会主席：王首成教授级高工副总

3、工程师中文摘要中文摘要臂架系统作为全地面起重机上车部分的主要承载部件，其设计制造水平很大程度上决定全地面起重机的使用性能。臂架结构一般具有较大的柔度，作业时在自重与起重量的共同作用下，产生较大的几何非线性变形，严重影响了臂架结构的工作性能。为此本文结合传统结构设计方法的快速性和有限元设计方法的精确性的优点，提出了一种全地面起重机臂架结构简化建模的方法，为全地面起重机臂架系统快速设计提供一种可靠的建模方法。本文提出的全地面起重机臂架结构简化建模方法是通过对桁架臂架结构的截面面积和惯性矩进行等效处理，简化成一种等效的实腹式结构进行建模分析。在截面惯性矩的等效过程中，需要考虑桁架臂架结构的弦杆和腹杆

4、等所有因素的影响，并对臂架结构中的铰点位置与连接方式进行合理的处理，建立全地面起重机臂架结构的有限元简化模型。本文主要研究内容如下：（1）根据全地面起重机臂架系统的结构特征和受载情况，对全地面起重机臂架系统进行有限元建模，并进行强度分析、屈曲分析与几何非线性分析。（2）由于全地面起重机臂架工况多，有限元分析建模困难等问题，本文提出一种主臂结构和副臂结构的简化建模方法，同时与采用自然建模方法建立臂架结构的有限元模型进行对比分析，验证本文提出的臂架结构简化建模方法的可行性。（3）分别对等截面臂架结构与变截面臂架结构的等效截面惯性矩进行计算，并对比本文推导的解析法与能量法的计算结果，发现本文采用的等

5、效截面惯性矩的方法更加精确。关键词：全地面起重机臂架系统；稳定性分析；简化模型；快速建模；有限元非线性分析IABSTRACTABSTRACTTheboomsystemisamainparttobearloadontheupperpartofall-terraincrane.Theuseperformanceofwholecraneisextremelydependedonitsmanufacture'slevel.Astheboomsystemofall-terraincraneisgenerallyflexible,itisbearingownweightandcargo’sloadwhen

6、itworks,thecaseleadstothelargedeformationandstresswhichbelongtothegeometricnonlinearissue,thisissuewillaffecttheworkingperformanceoftheboomsystem.Therefore,thestudyhasputforwardamethodthatsimplifiesmodelingforboomsystembycombiningtraditionalstructuredesignmethodwithfiniteelementmethod.Itishelpfultop

7、rovideconvenienceforfastdesignforboomsystemoftheall-terraincrane.Thismethodisusedtoputtrussstructuresimplifiedstructurebycountingequivalentlythecross-section’smomentofinertiaandthecross-section’sareas