QAY160全地面起重机吊臂系统在变幅工况下的动力分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.comQAY160全地面起重机吊臂系统在变幅工况下的动力分析-7-t-qf、o，fJD东南大学土木学院王恒华同济大学土木学院萌内窖摘要：本文运吖用改进的运动弹性动力学方法，对QAY1GO全地面起重机吊臂系统，作了在变幅工况下的动力分析。文中详细阐述了该吊臂系统的运动条件，井给出了典型结点位移、速度和加速度的时程变化曲线。关键词：塑塑坌堑堡三!起重机吊臂旦全地面起重机是集汽车起重机和越野轮胎起重方法，具有很强的通用性。本文就是运用文献[1]实机主要功能于一身的一种新型起重机。我国新近研用方法，对QAY1G0全地面起重机吊臂系统作在变制成功并通过国家级鉴定

2、的QAY160全地面起重幅工况下的动力分析。机，最大额定起重量为1G0t，最大起升高度为89m。1文献[1]的实用方法这台被誉为“亚洲第一吊的特大型全地面起重机填补了国内空白，达到了国际同类产品90年代初的水文献[1]实用方法的基本思路与一般KED方平。法相似。即先将单元结点的大位移(含大平移和大转起重机回转中心线至吊钩中心垂线之距离的改角)分解为局部坐标系的大刚体位移和相对于该坐变称为变幅。对于由主臂和副臂两部分组成的吊臂标系的小弹性变形之和，直接从达朗伯尔原理出发，系统(如QAY160全地面起重机的吊臂系统，参见导出梁杆单元在局部坐标下的运动平衡方程}再通图1)，其变幅过程就是副臂绕主、副

3、臂连接点的转过坐标转换的办法，将局部坐标系下的运动平衡方动过程。这种转动是通过改变变幅钢丝绳的长度而程转换成整体坐标系下的运动平衡方程，选用适当实现的。因此，这种吊臂系统在变幅工况下会处于既的数值方法求解该运动平衡方程，便得到系统的动有牵连刚体运动，又有弹性变形运动的复杂运动状力响应。态。对这种吊臂系统进行动力分析最好采用运动弹该方法并不比一般KED方法复杂．但比一般性动力学(Kineto—elasto—dynamics，简记为KED)的KED方法更通用、更精确。首先，在该方法中，单元方法。文献[1]提出了平面运动弹性梁杆系统动力分的局部坐标系既可随名义刚体单元运动，又可随真析的实用方法，该方

4、法实际上就是一种改进的KED实弹体单元运动，由此可分别得出线性和几何非线性的运动平衡方程。其次，在计算惯性力时，所用加速度是精确的绝对加速度；在推导整体坐标系下的几何非线性运动平衡方程时，又巧妙地运用恒等式代换的办法，使导出的运动平衡方程在系数矩阵和荷载列阵中都不含未知变量的二阶导数，这就既保证了运动平衡方程的精确性，又给系统运动平衡方程的求解提供了很大的方便——无需忽略任何变量的二阶导数。2吊臂系统的计算简图和基本计算数据圉l全地面起t帆简圉QAY160全地面起重机吊臂的主臂为可伸缩*田寮计委和江苏省计经委联台资助项目的箱形构件(长42．5m)支承于车架平面；副臂为超营筑机械1995(12)

5、15维普资讯http://www.cqvip.com瓣长桁架(长49m)，支承于主臂末端。由于吊臂系统具变，不包括钢丝绳本身由于弹性变形而产生的长度有对称平面，且副臂是在该平面内转动，因此在变幅的改变。工况下吊臂系统可视为平面系统，其计算简图如图2(a)所示(为简化计算，图中省略了起升钢丝绳)。主臂单元2、3和副臂单元6～9为等效梁单元：，其余均为杆单元变幅钢丝绳(以下简称变幅绳)始终处于轴向受拉状态，可视为杆单元；车架平面的刚度很大，对主臂的约束可简化为不动铰支座。(1)结点坐标结点l：1．940m，一0．900m；结点2：0．O00m，0．O00m；结点3：一1．750m，0．O00m；a

6、计算茼图b单元划分结点4：0．945m，5．357m；圉2吊■系统的计算简田与单元划分结点5：7．380m，41．853m；结点6：一1．429m，38．037m；在起、制动阶段，假定变幅机构的转动部件作匀结点7：一0．291m，46．561m；加速、匀减速运动，其加速度为常量，则起、制动阶段结点l1：27．500m，86．523m；的加速度可表为结点l2：27．500m，50．O00ma】=／，a2=V／Tb(2)截面特性在稳定运行阶段，加速度为0单元(1)：A一4．91×10m，记稳定运行阶段的时长为，并记制动开始的I．-1．47×10一‘m‘；时刻为t，制动结束的时刻为t：，则单元(2)

7、、(3)：A=3．20×10m，t】=+T，tz—T+T+TbI=4．77×10—0m；现以变幅绳长度增加的情形为例，说明各阶段单元(4)、(5)：A一5．18×10m，变幅绳上各质点的位移、速度和加速度的计算方法。J一9．08×10一m：当}≤0时，a一0，一O，一0单元(6)～(9)：A=8．80×10m。，这里，n、和分别为任意质点的加速度、速度和I=2．20×10一m：位移，其方向以与变幅