高空作业平台伸缩臂特定工况下疲劳分析.pdf

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1、高空作业平台伸缩臂特定工况下疲劳分析李大涛韩卫敏李宁李艳兵器工业卫生研究所西安710065摘要：基于国内某型高空作业平台，选取其中一个T况，对其伸缩臂进行建模，在Ansys中进行有限元分析，得}}

2、应力云图，然后将分析结果导入FE—SAFE软件中进行疲劳分析，得到伸缩臂的寿命分布，为伸缩臂的设计制造提供了依据。关键词：高空作业平台；伸缩臂；有限元分析；疲劳分析；FE—SAFE中图分类号：TH221．6文献标识码：A文章编号：1001—0785(2014)10—0074—05Abstract：Basedoncertainaerialworkplatformmadein

3、China，themodelfoz’itstelescopicboomtindero1leworkingconditionisbuilt．ThefiniteelementanalysisisperformedinAnsystoworkoutthestressnephogram．theanalysisresuhisinputintheFE—SAFEforfatigueanalysistogetthelifecycledistributionofthe~leseopieboom，providingbasisfordesignandmanufacturingofthete

4、lescopicboom．Keywords：aerialworkplatform；telescopicboom；finiteelementanalysis；fatigueanalysis；FE—SAFE1高空作业平台简介高空作业平台是用于运送工作人员和工作装备到指定高度进行作业的特种车辆，主要包括伸缩臂、回转平台、工作斗、液压系统和操纵装置等。伸缩臂是高空作业平台至关重要的部件，其安全与否直接关系到作业工人及整机的安全。本文选取最危险的工况对国内某型高空作业平台样机伸缩臂进行建模、有限元分析、疲劳强度分析。图1为高空作业平台模型简图。2工况分析高空作业平台伸缩液压缸

5、布置在伸缩臂中，伸缩臂为箱形结构，共4节(基本臂、第1节臂、1．支腿2．同转支撑及乍体3．伸缩臂第2节臂、第3节臂)，采用高强度钢板焊接而4．飞臂5．吊箍罔1高空作业平白模型简图成。液压缸为变幅液压缸，采用一个双作用液压缸和链条机构实现4节臂的同步伸缩。为防止倾伸缩臂全伸，工作角度66。，载重最最大，飞覆，在各个角度下伸缩臂所允许的最大伸出长度臂与地面水平，并考虑突然制动。飞臂质量设为有一定限制。在水平位置下允许最大伸长为9．2G，吊篮质量设为G，，最大裁荷质量设为G，飞m。变幅角度在66。～85。之间时，允许4节臂伸k臂的长度设为L．，￡，为吊的宽度，7兄受力分至

6、I7．793n。所有角度下吊篮最大许用载荷相同，析如图2所示。根据设计结果取G=80kg、G，=故判断3个危险_T况为水平位置时伸缩臂最大伸50kg、G=200kg(双人)、￡，=2．3ill、L，=长工况以及变幅角度分别为66。和85。时伸缩臂最0．81TI。大伸长工况。本文选取66。lT况进行分析，此时飞高空作业平台目前还没有较全面的设汁准则，臂与地面保持水平。一74一《起重运输机械》2014(10)图4臂头所受力矩变化示意图图266。工况受力分析动载作用，由于在吊篮和飞臂建模时未作考虑，故将其按照力的转化原则施加在臂头，也作为起因其工作情况与起重机类似，故分析

7、计算时参照升载荷处理。对于该动载作用的影响，可考虑通《工程起重机》和《起重机设计手册》。在进行有过将起升载荷乘以起升载荷动载系数来解决。图4限元分析时，不分析吊篮和飞臂，因此将它们的中3种工况的力矩分别为M=980N·m、M=作用力与载重量等效转化到臂头，等效力7516．6N·m、M3=3638．7N·m。F=9．82(Gl+G2+G3)本文仅对整机静止时高空作业平台进行有限其中为起升状态级别系数。此时伸缩臂已元分析，故不考虑水平载荷。风载荷与工作载荷到达最大变幅，飞臂绕臂头旋转，如图3所示。相比较小，故也不考虑风载荷的影响。对于圆周运动平稳情况，有：=1．22，计

8、算得出在Ansys中，通过采用施加加速度的形式来施F=3945。48N，根据力的转化原则，将力平移到加力(重力以及惯性力)，且根据惯性力的特性，臂头还会产生一个力矩，又因为飞臂绕臂头旋转，其方向与加速度方向相反。故转化到臂头的力矩是与0有关的余弦函数，如图3伸缩臂模型处理4所示。r1，=l1(G2+G3)+一L1Gll×cos0×9．8+采用Pr0／E建立伸缩臂和滑块的三维实体模L厶J型。建模时省略伸缩液压缸、链罩、拖链、电缆1一等结构，仅考虑自重对伸缩臂的影响，忽略模型l(G2+G3)×9．8厶中小特征如圆角、倒圆、小孔以及凸台等，以避=(6536．6cos0