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1、JournalofMechanicalStrength2005,27(5):561~566起重机臂架在起升冲击载荷作用下动态特性研究STUDYONDYNAMICPROPERTIESOFTHECRANEJIBUNDERLIFTINGSHOCKLAOD1,21王贡献沈荣瀛(1.上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室,上海200240)(2.武汉理工大学物流工程学院,武汉430063)WANGGongXianSHENRongYing(1.StateKeyLaboratoryofVibrationShockandNoise,ShanghaiJ
2、iaotongUniversity,Shanghai200240,China)(2.DepartmentofLogisticEngineering,WuhanScienceandTechnologyUniversity,Wuhan430063,China)摘要根据电机启动特性,文中运用有限元分析中的子空间迭代法和杜汉梅耳积分对四连杆起重机臂架结构在吊重起升冲击载荷作用下动力学特性进行研究,通过对臂架系统振动模态和吊重突然加速起升引起的冲击动态响应计算,分析臂架系统在各种工况下结构的动力学特性,给出臂架结构设计动载系数2的解析表达式和数值解,为
3、该类起重机结构优化设计和动载系数的选取提供理论依据。关键词冲击载荷动载系数臂架中图分类号TH213.1TB122TH113.1AbstractAccordingtothestar-tupnatureofmotor,subspaceiterationmethodinthefiniteelementanalysisandDuhamelintegra-tionwereusedtostudythedynamicpropertiesofdoubleleverjibsystemundertheshockloadsinducedbysuddenl
4、ifting.Jibvibrationmodesandresponsestoaboveshockloadswerecalculated.Dynamicpropertiesundervariousworkconditionswereanalyzed.Analyticalandnumericalsolutionstodynamicloadcoefficient2wereobtained.Theconclusionsprovideareferenceforoptimaldesignofcranejibstructureandthechoiceofdy
5、namicloadcoefficient.KeywordsShockload;Dynamicloadcoefficient;JibCorrespondingauthor:WANGGongXian,E-mail:wang-san-dong@sina.com,Tel:+86-21-54744990-107Manuscriptreceived20041213,inrevisedform20050307.内外通用起重机设计规范,未能对上述问题给予明确1引言规范,导致设计者往往采用过大的动载系数,使结构过目前国内外起重机臂架结构设计计算通常是将动于安全
6、,造成材料浪费。态问题简化为静态问题处理,以动载系数的方法考虑本文从结构动力学瞬态冲击和起升电机机械特性其在工作时所受的动载荷作用,即将额定载荷增大一角度详细分析货物加速起升的过程,对起重机臂架动定的倍数作为等效的动载荷,在计算时采用静力计算态特性以及起升动载对臂架的冲击进行理论分析计[1]的方法。德国标准DIN150181、国际标准ISO算,针对不同的起升工况给出结构设计动载系数2的[2]86861:1989中以起升等级为参量,列出动载系理论公式和数值解,为结构优化设计和动载系数的选数2随额定速度变化的曲线,没有明确给出货物起升取提
7、供理论依据。加速持续时间和起升电机启动机械特性对2的影响。2计算模型文献[3]考虑操作情况系数c对2影响,但c的取值有很大的不确定性,给工程设计计算准确性带来不便;文以四连杆臂架门座起重机为研究对象(图1),对献[4]考虑了起升加速时间影响因素,并通过算例进臂架系统建立计算模型(图2),以有限元形式表达的行数据处理给出经验公式,但缺乏理论分析。我国起结构系统动力学方程[5][M]x+[C]x+[K]x=[F](1)重机设计规范中起升动载系数的取值主要参照国20041213收到初稿,20050307收到修改稿。王贡献,男,197
8、6年12月生,江苏省连云港人,汉族。上海交通大学振动冲击噪声国家重点实验室博士研究生,研究方向为设备振动冲击控制。562机械强
