基于ANSYS Workbench的箱型伸缩吊臂动态特性研究.pdf

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1、机械设计与制造第6期38MachineryDesign&Manufacture2015年6月基于ANSYSWorkbench的箱型伸缩吊臂动态特性研究缪强，张仲鹏，李辛，梁峻(1．西南交通大学机械工程学院，四川成都610031；2．Volvo汽车成都制造工厂，四川成都610199)摘要：大型化、高速化逐渐成为起重机的一个发展趋势，这些都会加剧整机的动态响应。为研究铁路起重机箱型伸缩吊臂在吊重被突然提升离地与吊重悬空静止开始起升两种工况真实动态特性，引入了钢丝绳阻尼系数，建立了运动微分方程，推导出相应工况整个过程的动态载荷的理论公式。公式表明载荷为绕固定值上下振动、振幅不断衰减的周期函数。据此在

2、ANSYSWorkbench中建立了铁路起重机箱型伸缩吊臂有限元模型，采用模态叠加瞬态动力学分析法详细研究了不同载荷频率与吊臂固有频率比值对吊臂最大应力的影响，得出频率比与最大应力关系曲线。结果表明，即使动栽荷振幅衰减速度较快，在共振区吊臂最大应力同样会超过材料的屈服极限。关键词：伸缩吊臂；阻尼系数；理论公式；动态载荷；频率比；瞬态动力分析；共振中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)06～0038—04DynamicCharacteristicsStudyofTelescopicBoomBoxBasedonANSYSWorkbenchMIAOQiang，ZH

3、ANGZhong-peng，LIXin，LIANGJun2(1．SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，SichuanChengdu610031，China；2．TheVolvoCarManufacturingPlantsinChengdu，SichuanChengdu610199，China)Abstract：Thedevelopingtendencyoflargecandhigh-speedofcraneintensifesthedynamicresponseofgantrycraneinhoistingproce

4、ss．Inordertostudythetwoworkingconditionsoftelescopicjib，crane，loadhoistingsuddenlyfromthegroundandhoistingfromhungmotionless，realdy,~icproperty，thetheoreticalformulaofthedynamicloadWaSderivedbydampingcoeftcientWCISintroducedintothemomentumequilibriumequations．Itisshownthattheformulacanindicatetheloa

5、disaperiodicfunction，whichvibratingupanddownnearafixedvaluewiththeamplitudedecaying．ModalsuperpositiontransientdynamicanalysismethodusedintheANSYSWorkbenchaccordingly．Onthebasisofeffectanalysismaximumstressofthestructureinconsequenceoftheratioofvariousloadfrequencytothenaturalfrequencyofthejib，there

6、lationcurueoftheratioandthemaximumstressisfitted．hturnedoutthatevenifthedynamicloadamplitudedecayingrapidly，thejibmaximumstressalsowillexceedtheyieldlimitwithintherangeofresonance．KeyWords：TelescopicBoom；DampingCoeficient；TheoreticalFormula；DynamicLoad；FrequencyRatio；TransientDynamicAnalysis；Resonan

7、ce1引言悬空静止开始起升两种工况的动力学模型，运用弹性力学、机械振动理论对模型进行详细研究，得到整个过程钢丝绳拉力的时程起重机在工作时需要频繁的对吊重进行起升和下降。而吊曲线，并利用有限元软件对起升过程进行动态仿真。重运动状态的改变，会对承载结构和传动机构产生附加动载荷，引起吊臂和钢丝绳的振动。目前对起升动态研究采用的载荷多为2理论计算线性，文献旧中吊重离地钢丝绳拉力就不再变化，未考虑吊重离地2