汽车起重机臂架变形有限元分析

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1、独创性声明本人所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文的研究工作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。本沦文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。沦文作者签名：j难牡伽／；年斗月2日学位论文使用授权本人作为学位论文作者了解并愿意遵守学校有关保留、使用学位论文的规定，即：在导师指导下创作完成的学位论文的知识产权归西安理工大学所有，本人今后在使用或发表该论文涉及的研究内容时，会注明西安理工大学。西安理工大学拥有学位论文的如下使用权，包括：学校可

2、以保存学位论文；可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；可以查阅或借阅。本人授权西安理工大学对学位论文全部内容编入公开的数据库进行检索。本学位论文全部或部分内容的公布(包括刊登)授权西安理工大学研究生学院办理。经过学校保密办公室确定密级的涉密学位论文，按照相关保密规定执行；需要进行技术保密的学位论文，按照《西安理工大学学位论文技术保密申请表》内容进行保密(附《西安理工大学学位论文技术保密申清表》)。保密的学位论文在解密后，适用本授权。论文作者签名：j缉7_埠一导师签名：2阻加／弓年≯月2日摘要论文题目：汽车起重机臂架变形有限元分析学科专业：机械设计及理论研究生：师帅导

3、师：李鹏飞副教授一甥燮签名：嶂灶签名：孪迸垒在液压伸缩臂式汽车起重机向大吨位发展的趋势下，起重臂的自重成为阻碍其性能提高的重要因素。目前，汽车起重机臂架结构设计主要基于静强度理论或小变形假设理论。现有的设计方法己不能完全适用于当前大吨位大臂长起重机臂架变形分析中的几何非线性问题。新近提出的基于绝对节点坐标有限元法，更适用于大变形大扭转问题的分析。该方法将被分析的多体结构参数化，用斜率取代浮动坐标法单元中的转角，推导得到的多体系统动力学微分方程的质量矩阵为常数，且科氏力和离心力项均为零，己被认为多体系统动力学的重要进展之一。本文以QY25K型汽车起重机为研究对象，计算分析

4、起重臂架的变形。主要工作内容如下：(1)介绍了汽车起重机的主要组成机构：臂架结构、起升机构、变幅机构和起重机臂架的工作原理，并对起重臂架的受力进行了分析。(2)采用有限元分析软件ANSYS的beaml88梁单元建立起重机臂架模型，对其进行仿真分析，获得了臂架变形以及振动模态。(3)提出了一种新的绝对节点坐标法位移场，推导出相应的型函数，可以获得横截面的翘曲变形，为起重机臂架的结构设计，提供了理论依据。以自由落体的单摆为例进行仿真，计算其轴线的变形、端点位移、以及横截面的翘曲变形。将其计算结果与文献【45】结论对比，结论表明：新提出的梁单元模型不仅能获得横截面的剪切变形，

5、还可以算出横截面的翘曲变形。(4)以QY25K汽车起重机臂架为研究对象，利用横截面翘曲变形梁单元模拟臂架结构，用FORTRAN语言编程计算臂架在突然加载、载荷随时间变化以及突然卸载等工况下的变形以及横截面的翘曲，与ANSYS得到的数值结果进行对比。采用缩减积分法，解决了剪切锁定的问题，证明了该梁单元适用于起重机臂架的变形分析。关键词：起重机臂架；绝对节点坐标法；梁理论；横截面翘曲西安理工大学硕士学位论文AbstractTitle：THEFINITEELEMENTANALYSISFORTHEBOOMOFTRUCKCRANEMajor：MechanicalDesignand

6、TheoryName：ShuajSHISignature：立域趔ZSuperViSOr：Ass。ciateProf-PengfeiLISignature：豳筮垒Inthetren、dofhydraulictelescopiccranetothebigtonnage，theself-respectofcraneboomisoneoftheimportantfactorstohindertheperformanceimprovement．Atpresent，thestructuredesignofcraneboomismainlybasedonthestaticstreng

7、ththeoryorsmalldeformationhypothesis．TheexistingdesignmethodsCannotfullyapplicabletothegeometricnonlinearprobleminthedeformationanalysisofcurrentbigtonnageandlongarmofcranebooms．ThefiniteelementmethodwhichiSnewlyputforwardbasedonabsolutenodecoordinatesiSmoresuitableforthe