高空作业车臂架的强度计算与模态分析.pdf

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1、高空作业车臂架的强度计算与模态分析皮云云顺德职业技术学院顺德528333摘要：对25nl高空作业车臂架进行强度校核。考虑高空作业车实际工况，以臂架处于水平工作状态时进行模态分析，并结合实际，详细分析前6阶振型，为高空作业车臂架的设计和分析提供了可靠依据。关键词：高空作业车；臂架；强度计算；模态分析；振型中图分类号：U273文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)03—0016—03Abstract：Thepaperchecksstrengthofboomofoverheadworkingtruckwithworkingheightof25m，withth

2、econsid—erationofactualconditionsoftheoverheadworkingtruck，appliesmodalanalysisintheconditionwhentheboomworksingroundlevel，andanalyzesthefirst6vibrationmodes，providingreliablebasisfordesignandanalysisofboomforoverheadworkingtruck．Keywords：overheadworkingtruck；boom；strengthcalculation；mo

3、dalanalysis；vibrationmode高空作业车作为一种大型的丁程机械设备，2)，故对在水平工作状态下的臂架进行强度计算广泛应用在船舶、建筑、市政建设、消防、港口和模态分析。货运等行业，是新兴的技术产业，有着广阔的发展前景。高空作业车工作时，臂架可以自由伸缩调整长度，当臂架全伸时，由于风载的作用，臂架在某一频率下可能会产生变形，对高空作业车图2危险工况不意图的作业参数和安全性产生影响。为保证人员安全，本高空作业车臂架由高强度HG70钢制造，必须对其进行强度计算和模态分析。图1为251TIHG70钢抗拉强度为700MPa，根据GB9465．2—高空作业车臂架

4、结构。1988《高空作业车技术条件》，其许用应力，r[or]=：254．5MPa(1)L，2式中：为材料屈服强度，or=700MPa；S为结构安全系数，S=2；fl为应力集中系数，=1．1；为动载荷系数，=1．25。1．第1节臂2．拖链3．第2节臂4．第3节臂对第1臂进行应力分析计算。第l臂受力如图5．上槽钢6．下槽钢7．臂架伸缩液压缸3所示，其危险截面为A—A截面。图l臂架结构图各节臂之间可以相对滑动，靠搭接的上下滑块传递作用力。基本臂根部与转台通过水平销轴连接，且其中部与变幅液压缸铰接，可实现臂架在变幅平面内A由转动。1臂架的强度计算图3臂架受力示意图图3中，G1

5、为载荷，Gl=250×1．25=由于在不同工况下，各部件的受力情况不同，312．5kg；G2为工作斗，G2：125kg；C3为调平根据理论分析计算，当高空作业车臂架水平伸出液压缸，G3=40kg；G为第3节臂，G=315kg；至最大工作半径状态时，臂架受力最恶劣(见图一16—《起重运输机械》2011(3)G为臂架伸缩液压缸，G=260kg；G6为第2节明，这对工作臂整体强度、刚度影响很小，但在臂，G5=605kg；G为拖链及支撑，G=100kg；划分网格时，可以节省大量的计算机资源。计算G8为第1节臂，G=781kg。模型中没有考虑钢板焊接应力及焊缝质量，良好的A一^

6、=∑GL=2．35X10N／m(2)焊缝质量可以减小应力集中。第1节臂危险截面惯性矩2．3单元选取及网格划分，^一A=(BH——bh)／12=2．84X10m(3)对高空作业车臂架进行有限元分析的方案有：1Z1)将整个臂架作为1个整体模型进行计算；^==一1．03×10～m(4)Y2)将臂架分成第1、2、3节臂，单独建模，分别则A—A截面的最大应力计算。经过综合分析比较，多次建模试算，选择方案1)，将第1、2、3节臂连接成一体进行建模，==232．43MPa<[](5)各节臂间的连接和滑块与臂间的连接采用耦合方法同样可对工况1下的第2、3节臂危险截面进加以处理，建立有

7、限元模型，进行模态分析。行计算(限于篇幅，不再赘述)，求得其最大应臂架材料为HG70，其密度为7．85×力。根据计算结果知，臂架的强度满足要求，设计10kg／m。，弹性模量为2．1x10“Pa，泊松比取0．3。结果可靠。第1、2、3节臂网格划分设置单元大小为80mm，为忽略伸缩液压缸在分析过程中产生的影2臂架的载荷条件和模态分析响，把2拉杆单元设置为100mnl，其余部分单元2．1载荷条件大小设置为40mm。网格划分后的臂架如图4所臂架是由薄板对焊而成的箱型结构，视为板示。放大工作臂尾部的网格情况如图5所示。壳模型。解决这样1个变截面板壳模型模态分析