某专用车辆架设装置吊臂的模态仿真研究.pdf

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1、某专用车辆架设装置吊臂的模态仿真研究李立顺李红勋’孟祥德徐更杰陈强’l军事交通学院科研部国家应急交通运输装备工程技术研究中心天津3001612623l2部队北京l0248837391l部队南京210000摘要：在UG建模模块中建立某专厢车辆架设装置吊臂的==维实体模型，应用UG软件的结构分析模块进行了模态分析计算，得出基本臂和伸缩臂的固有频率和振型，为架设装置的设计、实际应用和进一步改进提供了理论依据。关键词：专用车辆；吊臂；模态分析中图分类号：TH213．5．12文献标识码：A文章编号：1001—0785(2014)10—0053—04Abstra

2、ct：Tile3DsolidmodelfortheerectionjibofcertainspecialvehicleisbuiltinUGmodelingmodular，withmodalalia]ysiscaleulatinnusingthestructuralanalysismoduleinUGsoftware，tofigureouttheinherentfrequencyandvi—brationmodeofbasicjibandtelescopicjib，whichcanprovidetheoreticbasisfordesignofthe

3、erectiondevice，actualap—plication．andfm'therimprovement．Keywords：specialvehicle；jib；modalanalysis0前言架设装置是某专用车辆的主要工作机构之一，对架设装置维有限元模型进行模态分析，确定架设装置结构的固有频率和振型，一方面是为了避免结构由于起升、运行过程中发生共振或出现有害的振型，另一方面也为使设备更适宜人机工程的要求，为系统的结构优化等提供重要的模1．吊臂移动小车总成2．举升液压缸3．基本臂态参数。UG的模态分析功能是在其结构分析模4．伸缩臂液压缸5．伸缩

4、臂块中实现的，在结构分析模块中创建算法时选图l架设装置总成择模态分析即可实现模态分析功能，UG中的模创建步骤或子工况”栏和相应的工作温度，并选态分析是线性分析，任何非线性特性将被忽略。本文利用UG软件的建模模块建立架设装置的三择需要的后处理结果：位移列表、应力列表、应维实体模型，利用结构分析模块对其进行模态变列表、单元力列表、反作用力列表和加载载荷列表等J。自动删除直径小于10nlnl的小孔、半分析。径小于5mm的圆角、面积小于10mm的细小平1模态分析模型的建立面和宽度小于3mm的薄面。1．1三维实体模型的建立基本臂主要采朋DB685R高强度钢板，

5、自重架设装置总成结构如图1所示。进入UG软件2220kg，伸缩臂选用DB685R高强度钢板，自重建模模块，按设计尺寸建立架设装置j维实体608kg，质量密度为7850kg／m3，屈服强度or=模型。590MPa，抗拉强度=670MPa，弹性模量为2×10“N／m1．2模态分析模型的建立，泊松比为0．27，抗剪模量为7．9X10‘N／m选择有限元解算器“结构P．E”，分析类型为。“结构”，解法类型为“多个约束”，选择“自动伸缩臂位移边界条件的约束：对伸缩臂与基《起重运输机械》2ol4(10)一53—本臂相接处约束全方向平动自由度。按照伸缩臂2．1基本臂

6、模态解算及结果分析的实际约束条件在相应的位置添加载荷和边界条2．1．1基本臂模态计算件，如图2所示。在创建基本臂模态分析模型后，单击解算按钮对基本臂进行模态分析，得到基本臂的固有频率，如表1所示，相应的振型见图4～图8。表1基本臂的固有频率阶数频率／Hz对应振型说明l6．5l4基本臂在回转平面内的摆动27．6l1基本臂在变幅平面内的摆动图2伸缩臂约束状况示意图337．40基本臂在回转平面内的扭摆基本臂位移边界条件的约束：对基本臂与移442．64基本臂在变幅平面内的扭摆动小车的铰接点和基本臂与变幅液压缸的铰接点573．O8基本臂在回转和变幅平面内的耦合

7、振动处约束全方向平动自由度；为了保证吊臂能绕移动小车与基本臂的铰接轴正常旋转，释放转动自由度RotX，约束转动自由度RotY、Rotz。按照基本臂的实际约束条件在相应的位置添加载荷和边界条件，如图3所示。．■“lO0O0200∞图5●．O00O00∞OO0c：O：—0O基8㈣本瑚弼扔㈣臂图4基本臂第1阶振型图(俯视图)第2阶图3基本臂约束状况示意图?6振0819型图／L1．3网格划分右由于伸缩臂整体尺寸较大，故采用四节点四视图J面体单元对伸缩臂进行立体网格划分，在保证解算精度的情况下尽量提高数值计算的速度。伸缩臂模型划分为989481个四节点四面体单

8、元、295788个节点。基本臂是一个长度超过11m的三维实体模型，故采用三维四面体网格，由系统根据模型判定单